JP2013194138A - ポリフェニレンエーテル粒子を含む分散液 - Google Patents

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Abstract

【課題】ポリフェニレンエーテル(PPE)が本来有する低い誘電率及び誘電正接を有する硬化物を与え、優れた耐熱性及び接着性を有する硬化物を与える、常温塗工可能な樹脂組成物の分散液、該分散液と架橋型硬化性樹脂を含む硬化性樹脂組成物の分散液、該硬化性樹脂組成物と基材とを含むプリント配線板用プリプレグの提供。
【解決手段】PPE粒子を含む樹脂組成物と溶剤とを含む分散液であって、(1)該PPE粒子の全粒子数の60%以上は、長径0.3μm以上8μm以下の大きさであり、(2)該PPE粒子は、PPEを80質量%以上含有し、そして(3)該PPE粒子に含有されるPPEの数平均分子量は、8,000〜40,000である、を特徴とする前記分散液。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子基板材料として好適な、ポリフェニレンエーテル(PPE)粒子を含む硬化性樹脂組成物と基材から構成されるプリプレグ、及び該プリプレグを用いて形成される電気、電子部品用の積層板、プリント配線板に関する。
近年、情報ネットワーク技術の著しい進歩、情報ネットワークを活用したサービスの拡大により、電子機器には情報量の大容量化、処理速度の高速化求められている。デジタル信号を大容量かつ高速に伝達するにためには信号の波長を短くするのが有効であり、信号の高周波化が進んでいる。ところが、高周波領域の電気信号は配線回路で減衰されやすいため、伝送特性の良いプリント配線板が必要とされる。
PPEは、誘電率、誘電正接が低く、高周波特性、すなわち、誘電特性に優れるため、高周波数帯を利用する電子機器のプリント配線板用の材料として好適である。
一方、PPEは、有機溶剤への溶解性に欠けるため、プリント配線板製造に必要なプリプレグを製造する際、クロロホルムのようなハロゲン系溶剤に溶解させてワニスを製造する、或いは、50℃以上に加熱したトルエン、キシレンなどの芳香族有機溶剤に溶解させてワニスを製造する必要があった。
かかる問題を解決すべく、特許文献1には、PPEを数平均分子量3000程度に低分子量化し、溶剤への溶解性を高める方法が記載されている。また、特許文献2には、低分子量PPEの末端水酸基を反応性官能基化し、溶剤への溶解性を高めるとともに耐熱性を向上させる技術が報告されている。
また、特許文献3、4には、PPEとスチレンブタジエンコポリマーなどの架橋性樹脂とトリアシルイソシアヌレートなどの架橋助剤を含む樹脂組成物を含むトルエン樹脂液を、一旦35℃に加熱した後冷却し、PPEと架橋性樹脂と架橋助剤を含む樹脂組成物の粒子が分散している不透明な分散液とする方法が記載されている。
さらに、特許文献5には、平均粒径10〜50μmのPPE樹脂粉末をメチルエチルケトン等の溶剤に分散させる方法が、そして特許文献6には、106μm以下のPPE粒子を水系に分散させる方法が記載されている。
特開2003−265777号公報 特表2009−509312号公報 特開平7−292126号公報 特開平9−290481号公報 特開2008−50526号公報 特開2003−34731号公報
しかしながら、特許文献1に記載の低分子量PPEを用いて溶剤への溶解性を高める方法は、得られる積層板の耐熱性が低下するという問題、及びPPEの末端水酸基の数が増加するために誘電率及び誘電正接が大きくなるという問題を招来するため、プリント配線板に用いるには十分なものではなかった。
また、特許文献2に記載の低分子量・反応性官能化PPEを用い溶剤への溶解性を高める方法は、低分子量化に伴う耐熱性低下の問題は改善されるものの、末端の水酸基を封止していることに起因すると推測される問題を有していた。すなわち、このようなPPEは、ガラスクロス等の基材又は銅箔等との接着性が十分でなく、積層板の場合の層間の剥離強度、又は該PPEと銅箔等との剥離強度が低い、或いは耐吸水性及びはんだ耐熱性が十分でないという問題があった。
特許文献3、4に記載の方法は、PPEと架橋性樹脂と架橋助剤を含む樹脂組成物の粒子の分散液が非常に高粘度になるため、基材への塗工に必要な流動性が得られ難い点、基材への含浸に劣る点で、十分ではなかった。実際に、特許文献3の実施例1、実施例2に開示されている方法を忠実にトレースしてみると、分散液はグリース状になり、塗工に供すことができないか、辛うじて塗工できても基材への含浸が悪く基材と樹脂組成物の接着性に劣るものしか得られなかった。上述のようにPPEと加工性樹脂と架橋性樹脂とが混在した高濃度、高粘度の条件で温度下降させると、PPEなどの結晶化が成長せず、非常に小さいが溶剤を内部に取り込み膨潤している結晶が多く発生し、これらの結晶粒子が凝集してグリース状になってしまったと考えられる。
特許文献5に記載の方法は、ポリフェニレンーテルを貧溶剤に分散させるため、分散液の分散安定性に欠けPPEが沈降しやすく、均一な塗工性及び連続塗工性に欠ける点で十分でなかった。また、ガラスクロスなどの基材に含浸させる際、分散溶剤とPPEの基材への移動速度が大きくことなるため、PPEのみ含浸ロールなどに堆積してしまうという問題もあった。
特許文献6に記載の方法は、界面活性剤を利用して水系溶媒に安定に分散させているが、PPEの粒子が106μm以下と非常に大きいため、例えば、該特許文献6に記載されているTAICを硬化性モノマーとして硬化性樹脂組成物とした際、通常の加熱加圧成型条件の過程ではPPEとTAICとを完全に相溶させることができず、得られる基板の均一性に欠けるため、はんだ耐熱性や、ドリル加工性に劣る欠点を有していた。
以上のように、PPEが本来有する低い誘電率及び誘電正接を有し、かつ、耐熱性、及び接着性に優れる、常温塗工可能な樹脂分散液は従来技術においては見出されていないのが現状である。従って、PPEを構成成分としつつ上記のような特性を有する常温塗工可能な樹脂分散液が強く望まれていた。
前記した状況の下、本発明が解決しようとする課題は、PPEが本来有する低い誘電率及び誘電正接を有する硬化物を与え、優れた耐熱性及び接着性(例えば、多層板における層間の剥離強度、又は硬化性樹脂組成物の硬化物と銅箔等の金属箔との剥離強度)を有する硬化物を与える、常温塗工可能な樹脂組成物の分散液、該分散液と架橋型硬化性樹脂を含む硬化性樹脂組成物の分散液、該硬化性樹脂組成物と基材とを含むプリント配線板用プリプレグ、及び該樹脂組成物の硬化物と基材とを含むプリント配線板を提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討し実験を重ねた結果、PPE粒子を特定範囲の粒径とし、そのPPE粒子の膨潤性を調整することにより、PPE粒子を含有する分散液の流動性、分散安定性が高められるため、該分散液を含むワニスの常温での塗工が可能となり、更に、得られるプリプレグ及び該プリプレグから加熱加圧成型により製造される基板のPPEを含む硬化性樹脂と基材との接着性が改善されることを見出し、かかる知見に基づき本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の通りのものである。
[1]PPE粒子を含む樹脂組成物と溶剤とを含む分散液であって、
(1)該PPE粒子の全粒子数の60%以上は、長径0.3μm以上8μm以下の大きさであり、
(2)該PPE粒子は、PPEを80質量%以上含有し、そして
(3)該PPE粒子に含有されるPPEの数平均分子量は、8,000〜40,000である、
を特徴とする前記分散液。
[2]前記PPE粒子の最大長径は8μmである、前記[1]に記載の分散液。
[3]前記溶剤は、PPEの溶剤保持量が1500%以上となる溶剤(a)とPPEの溶剤保持量が300%以下となる溶剤(b)の混合物であり、その質量比(a):(b)=90:10〜99.9:0.1である、前記[1]又は[2]に記載の分散液。
[4]前記溶剤(a)が芳香族有機溶剤であり、且つ、前記溶剤(b)が極性溶剤である、前記[3]に記載の分散液。
[5]前記分散液がPPE粒子(A)以外に、溶剤に溶存しているPPE(B)を含み、前記PPE粒子(A)と溶存PPE(B)との質量比(A):(B)は、95:5〜30:70である、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の分散液。
[6]前記溶存PPE(B)の数平均分子量は、5,000〜40,000である、前記[5]に記載の分散液。
[7]前記樹脂組成物に含まれるPPE成分は、該樹脂組成物を基準として10質量%以上70質量%以下の量である、前記[1]〜[6]のいずれに記載の分散液。
[8]架橋型硬化性樹脂(C)及び開始剤(D)をさらに含む、前記[1]〜[7]のいずれかに記載の分散液。
[9]前記架橋型硬化性樹脂(C)が、分子内に2個以上のビニル基を持つモノマーである、前記[8]に記載の分散液。
[10]前記架橋型硬化性樹脂(C)が、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)である、前記[8]に記載の分散液。
[11]前記[1]〜[10]のいずれかに記載の分散液を含む樹脂ワニス。
[12]前記[1]〜[10]のいずれかに記載の分散液を含むワニスを基材に塗布し、次いで該分散液が塗布された基材から溶剤を除去して得られるプリプレグ。
[13]前記[12]で得られたプリプレグを構成成分として作製されたプリント配線板。
本発明によれば、流動性、分散安定性、塗工均一性が良好なため、常温で塗工可能なPPEを含有する分散液、及びPPEと架橋型硬化性樹脂を含有する分散液を提供することができる。更には、該分散液を用いて製造されるプリプレグの樹脂組成分と基材との接着性が良好であり、また、優れた耐熱性及び接着性(例えば、多層板における層間の剥離強度、又は硬化性樹脂組成物の硬化物と銅箔等の金属箔との剥離強度)のプリント配線板用基材が取得可能な分散液、該分散液を用いて製造されるプリント配線プリプレグ、及び該プリプレグの硬化物を含むプリント配線板を提供することができる。
実施例1の方法で得られた抽出物(A)のカーボン核磁気共鳴分光法スペクトル、及び標準物質のカーボン磁気共鳴分光法スペクトル。
以下、本発明の実施態様を詳細に説明するが、本発明がこれらの態様に限定されることは意図されない。
本発明の一態様は、PPE粒子を含む樹脂組成物と溶剤とを含む分散液である。
本態様の樹脂組成物が含むPPEは、好ましくは、下記一般式(1):
Figure 2013194138
{式中、R1、R2、R3及びR4は、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアミノ基、ニトロ基又はカルボキシル基を表す。}で表される繰返し構造単位を含む。
PPEの具体例としては、例えば、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2−メチル−6−フェニル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジクロロ−1,4−フェニレンエーテル)等、更に、2,6−ジメチルフェノールと他のフェノール類(例えば、2,3,6−トリメチルフェノール、2−メチル−6−ブチルフェノール等)との共重合体、及び、2,6−ジメチルフェノールとビフェノール類又はビスフェノール類とをカップリングさせて得られるポリフェニレンエーテル共重合体、等が挙げられ、好ましい例は、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)である。
尚、本願明細書中、PPEとは、置換又は非置換のフェニレンエーテル単位構造から構成されるポリマーを意味するが、本発明の作用効果を損なわない範囲で他の共重合成分を含んでもよい。
本発明の第一の実地様態において、分散液に含まれるPPE粒子(A)の全粒子数の60%以上は、長径0.3μm以上8μm以下の大きさである。長径0.3μm以上8μm以下の大きさ粒子数の割合の好ましい範囲は70%以上100%以下であり、更に好ましい範囲は80%以上100%以下である。ここで、全PPE粒子(A)の数に対する長径0.3μm以上8μm以下のPPE粒子(A)の数の割合は、以下の測定によって求めた値とする。分散液から溶剤含有量が1質量%以下となるように、該溶剤の沸点以下の温度で溶剤を乾燥除去する。次いで、溶剤が乾燥除去された分散液1.5gに23℃±2℃の質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤を20g加える。23℃±2℃の恒温室で、5分毎に激しく振とうしながら、1時間経過させる。次いで、同恒温室内で24時間静置させる。次いで、上澄み液を取り除き、質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤を5g加え、再び激しく振とうした後、同恒温室内で24時間静置させる。次いで上澄み液を取り除き、質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤を5g加える。均一に分散するように振とうさせた後、分散液を取出し、SEM−EDX測定用の試料台に滴下する。溶剤を揮発させた後に、SEM−EDX観察を行い、炭素、酸素、水素の合計が95%以上の粒子をPPE粒子(A)として、その一次粒子の長径を計測する。一次粒子の内部を通るように直線を引き、直線が一番長くなる時の長さをその一次粒子の長径とする。400個以上の一次粒子の長径を無作為に測定し、次いで、0.3μm以上8μm以下となったPPE粒子(A)の数を求め、測定した全粒子数に対する割合を算出し、全PPE粒子(A)の数に対する長径0.3μm以上8μm以下のPPE粒子(A)数の割合とする。60%以上のPPE粒子(A)が長径0.3μm以上0.8μm以下の範囲にあると、分散液、及び分散液と架橋型硬化性樹脂を含むワニスの分散安定性が保たれる範囲で良好な流動性が確保されるので好ましい。
また、該分散を基材に塗工して作成するプリプレグにおける基材と硬化性樹脂組成物との接着性、及び該プリプレグを加熱加圧成型して作成する硬化物複合体における基材と硬化性樹脂組成物の硬化体との接着性が良好となるため好ましい。この理由は定かではないが、プリプレグにおける基材と硬化性樹脂組成物の接着性に関しては、PPE粒子(A)を上述の範囲まで小さくすることにより、基材とPPE粒子(A)の接触面積、或いはPPE粒子(A)どうしの接触面積が増加し、多くの接着点を取ることができるためと推測される。また、後述する硬化物複合体における基材と硬化性樹脂組成物の硬化体との接着性に関しては、プリプレグから硬化物複合体を作製する際に、プリプレグの通常の加熱加圧成型条件において、PPE粒子(A)以外の熱硬化性樹脂成分よりも溶融速度が遅いPPE粒子(A)中に多くのPPEを存在させることにより、PPE粒子(A)以外の熱硬化性樹脂成分がまず溶融して基材の表面を覆い、これに、該PPE粒子(A)から遅れて溶融したPPEが相溶した状態で熱硬化性樹脂成分が硬化することとなるためであると考えられる。
長径0.3μm以上8μm以下の粒子の割合は高い方が好ましく、全ての粒子が前記粒径範囲に入るのがさらに好ましい。
本発明の第一の実施様態において、分散液に含まれるPPE粒子(A)は、PPEを80質量%以上含有している。PPE粒子(A)中のPPE含有割合の好ましい範囲は85質量%以上であり、更に好ましい範囲は90質量%以上である。ここで、PPE粒子(A)中のPPE含有割合は、以下の測定によって求めた値とする。
分散液から溶剤含有量が1質量%以下となるように、該溶剤の沸点以下の温度で溶剤を乾燥除去する。次いで、溶剤が乾燥除去された分散液1.5gに23℃±3℃の質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤を20g加える。23℃±2℃の恒温室で、5分毎に激しく振とうしながら、1時間経過させる。次いで、同恒温室内で24時間静置させる。次いで、上澄み液を取り除き、質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤を5g加え、激しく振とうした後、同恒温室内で24時間静置させる。次いで上澄み液を取り除き、質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤を5g加える(上述のPPE粒子(A)の最大長径を求めた際と同一の手順)。次いで、溶剤を乾燥して除去した後に、クロロホルム中に展開し、不溶分をろ別して除去し、抽出物を得る(以下、この抽出物を「抽出物(A)」ともいう。)。抽出物(A)中のPPE量をカーボン核磁気共鳴分光法にて定量を行い、PPE粒子(A)中のPPE含有割合とする。
カーボン核磁気共鳴分光法を用いたPPEの定量は、以下の方法で行うことができる。化学シフトの基準としてテトラメチルシランを使用し、そのピークを0ppmとする。PPEのピークとして、16.8、114.4、 132.5、145.4、154.7ppm近傍のピークの強度を合計し、テトラメチルシランのピーク強度との比をXとする。標準物質についてのこの値をX1、及び抽出物(A)についての値をX2とすると、(X2/X1)×100の値を算出することにより抽出物質中におけるPPE含有量を測定することが出来る。ここで、PPE由来の信号は、標準物質と同じ位置のものを用いればよく、上記に限定されるものではない。尚、定量には、数平均分子量15,000〜25,000のポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)を標準物質として用い、同一の測定サンプル量から得られるピーク強度の比を用いて求める。数平均分子量15,000〜25,000のポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)としては、例えば、旭化成ケミカルズ(株)製S202Aグレードを用いることができる。
実施例1の方法で得られた抽出物(A)のカーボン核磁気共鳴分光法スペクトル、及び標準物質のカーボン磁気共鳴分光法スペクトルを参考に図1に示す。まず、標準物質のNMRスペクトルから、PPEに由来する16.8、114.4、 132.5、145.4、154.7ppmの各信号強度のテトラメチルシランの信号強度との比の和を、標準物質の信号強度値(1)とする。次いで、実施例1のNMRスペクトルにおいて、標準物資と同じ信号位置の16.8、114.4、 132.5、145.4、154.7ppmの各信号強度のテトラメチルシランの信号強度との比の和を、実施例1の信号強度値(X2)とする。X1とX2の値を用い以下の式:
PPE粒子中のPPE含有割合=(X2/X1)×100=83%
によりPPE粒子(A)中のPPE含有割合を求めた。
PPE粒子(A)に含まれるPPE成分が上述の範囲であれば、後述する硬化物複合体における基材と熱硬化性樹脂組成物の硬化体との接着性が良好となるため好ましい。この原因としては定かではないが、上述のように、プリプレグの通常の加熱加圧成型条件において、PPE粒子(A)以外の熱硬化性樹脂成分よりも溶融速度が遅いPPE粒子(A)中に多くのPPEを存在させることにより、PPE粒子(A)以外の熱硬化性樹脂成分がまず溶融して基材の表面を覆い、これに、該PPE粒子(A)から遅れて溶融したPPEが相溶した状態で熱硬化性樹脂成分が硬化することとなるためであると考えられる。
PPE粒子(A)中のPPE含有割合は高い方が好ましく、全てPPE成分で構成されるのがより好ましい。
本発明の第一の実施様態において、分散液に含まれるPPE粒子(A)に含有されるPPEの数平均分子量は、8,000以上40,000以下である。PPE粒子(A)に含有されるPPEの数平均分子量の好ましい範囲は、8,500以上30,000以下であり、更に好ましい範囲は9,000以上25,000以下である。
ここで、PPE粒子(A)中のPPEの数平均分子量は、以下の測定によって求めた値とする。上述のPPE粒子(A)中のPPE含有割合を測定した時の抽出物(A)を測定試料とし、カラムにShodex LF−804×2(昭和電工株式会社製)、溶離液に50℃のクロロホルム、検出器にRI(屈折率計)を用いてゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)測定を行い、同条件で測定した標準ポリスチレン試料の分子量と溶出時間との関係式から、標準ポリスチレン換算で測定される値をPPE粒子(A)の数平均分子量とする。
PPE粒子(A)の数平均分子量が8,000以上で、プリント配線板等において所望される、硬化物の耐吸水性、はんだ耐熱性、及び接着性(例えば、多層板における層間の剥離強度、又は硬化性樹脂組成物の硬化物と銅箔等との剥離強度)を良好に与える点で好ましい。また、PPE粒子(A)の数平均分子量が40,000以下で、成形時の硬化性樹脂組成物の溶融粘度が小さく、良好な成形性が得られる点で好ましい。
本発明の第一の実地様態において、分散液に含まれるPPE粒子(A)の最大長径は、8μm以下であることが好ましい。PPE粒子(A)の最大長径のより好ましい範囲は7μm以下であり、さらに好ましい範囲は6μm以であり、最も好ましい範囲は5μm以下である。
ここで、PPE粒子(A)の最大長径は、以下の測定によって求められる値とする。先ず、全粒子数に対する長径0.3μm以上8μm以下のPPE粒子(A)の数の割合と同様の方法で、SEM−EDX画像にて400個以上の一次粒子の長径を無作為に測定し、その最大値を最大長径とする。
PPE粒子(A)の最大長径が上述の範囲にあると、分散液の分散安定性が良好なため、該分散液を含むワニスの基材への塗工によりPPE粒子の分布が均一なプリプレグが得られるため好ましい。また、得られたプリプレグは、通常の加熱加圧成型条件でPPE粒子(A)を早い段階で溶融させることができるため、PPE粒子(A)成分とPPE粒子(A)以外の硬化性樹脂成分とが均一に混合され、得られる硬化物中のPPE成分の分布を均一にすることができ、十分な耐熱性が得られるため好ましい。
本発明のPPE粒子を含む樹脂組成物と溶剤とを含む分散液に用いる溶剤は、PPEの溶剤保持量が1500%以上となる溶剤(a)とPPEの溶剤保持量が300%以下となる溶剤(b)の混合溶剤であることが好ましく、更にその質量比(a):(b)が90:10〜99.9:0.1であることが好ましい。溶剤保持量が1500%以上の溶剤(a)と300%以下の溶剤(b)の混合質量比(a):(b)のより好ましい範囲は、93:7〜99.5:0.5であり、更に好ましい範囲は94:6〜99.2:0.8である。
ここで、PPEの溶剤保持量は、以下の方法で求めた値である。
PPE、W0(g)(5±0.1g)に23℃±2℃の溶剤約80gを加え、23℃±2℃の恒温室内で、マグネチックスターラーで2時間以上撹拌し、分散液とする。得られた分散液を、100cmの沈降管に移し、溶剤を追加して全量を100cmとし、分散液を軽く均一に撹拌した後、23℃±2℃の恒温室に24時間静置する。
次いで、上下2層に分かれた上澄み液を取り除き、下層(PPEとPPEとが保持する溶剤量)の質量Wを測定する。
得られたPPEの質量W0とPPEとPPEとが保持する溶剤を合わせた質量Wとから、下式:
溶剤保持量(%)=100×(W−W0)/W0
により溶剤保持量を求める。
また、24時間静置した後に、上下2層に分かれず、均一な溶液または分散液であった場合は、溶剤保持量1900%以上とする。
溶剤保持量が1500%以上の溶剤(a)と300%以下の溶剤(b)の混合質量比(a):(b)が90:10と同じかそれよりも(a)が大きいと、PPE分散液中のPPE粒子(A)の溶剤保持量が大きく分散安定性を有するのに十分にPPEが膨潤しているため好ましい。また、PPE粒子表面の分子鎖がほぐれているためと推測されるが、PPE粒子の接着性が向上するため、該PPE粒子分散液を用いて作成したプリプレグ、および該プリプレグを加熱加圧成型して作成した硬化物の、基材と樹脂成分との接着性が良好となるため好ましい。(a):(b)が99.9:0.1と同じかそれより(A)が少ないと、PPE粒子の過度の膨潤を抑え、PPE粒子分散液の流動性を確保できるため好ましい。
ここで、PPEの溶剤保持量が1500%以上となる溶剤は、特に限定はないが、芳香族有機溶剤などがPPEの種類や分子量によらず溶剤保持量1500%以上となりやすいため、好ましく用いられる。好ましい例としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどを単独で用いることもでき、2種類以上を混合して用いることもできる。また、PPE溶剤保持量が300%以下となる溶剤は、特に限定はしないが、アルコール類、ケトン類などの極性溶剤がPPEの種類や分子量によらず溶剤保持量300%以下となりやすいため好ましく用いられる。好ましい例としては、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトンなどを単独で用いることもでき、2種類以上を混合して用いることもできる。
本発明の第一の実施様態において、分散液はPPE粒子の他に溶存しているPPE(以下、「PPE(B)」ともいう。)を含み、該PPE粒子(A)と溶存PPE(B)との質量比(A):(B)は、95:5〜30:70であることが好ましい。PPE粒子(A)とPPE(B)の重量比(A):(B)のより好ましい範囲は、80:20〜45:55であり、更に好ましい範囲は75:25〜50:50である。
ここで、(A)と(B)の質量比は以下の測定によって求められる値とする。
まず、溶剤が乾燥除去された分散液1.5g中に含まれるPPE粒子(A)の質量を以下のように求めた値とする。上述のPPE粒子(A)のPPE含有量を求めた際と同一の手順で抽出物Aを取得し、抽出に用いた溶剤を乾燥除去し、得られた抽出物Aの質量を溶剤が乾燥除去された分散液1.5g中に含まれるPPE粒子(A)の質量とする。
次に、溶剤が乾燥除去された分散液1.5g中に含まれるPPE(B)の質量を以下のように求めた値とする。上述の手順に従ってPPE粒子(A)中のPPE含有割合を測定した際の上澄み液を全て回収する。上澄み液有の溶剤を乾燥除去し、前記溶剤に可溶な硬化性樹脂組成物の質量を測定する。
次いで、前記溶剤に可溶な硬化性樹脂組成物中のPPE含有割合を、PPE粒子(A)中のPPE含有割合の測定と同様に核磁気共鳴分光法にて定量して求める。上述の方法で得られた、前記溶剤に可溶な硬化性樹脂組成物の質量と、前記可溶な固化性樹脂組成物中のPPEの含有割合から、溶剤が乾燥除去された分散液1.5g中に含まれるPPE成分(B)の質量を求める。
上述の方法で得られた、溶剤が乾燥除去された分散液1.5g中に含まれる、質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤に不溶なPPE粒子(A)の質量と、前記溶剤に可溶なPPE(B)の質量とから、(A)と(B)の質量比を求める。
分散液中のPPE粒子(A)とPPE(B)の重量比が85:15と同じか(A)の割合が少ないと、該分散液を含むワニスを塗工して得られるプリプレグを加熱加圧成型して得られる基板の硬化性樹脂組成物中にPPEを均一に分布させることができ、基板の耐熱性が良好となるため好ましい。PPE粒子(A)とPPE(B)の重量比が30:70と同じか(A)の割合が多いと、PPE粒子を含むプリプレグを加熱加圧成型過程において、速い段階で溶融して基材表面を覆うPPE粒子(A)以外の熱硬化性成分に含まれるPPE(B)量が少なく抑えられるため、硬化性樹脂組成物と基材との接着性が良好となるので好ましい。
また、前記PPE(B)の数平均分子量は、5,000〜40,000であることが好ましい。PPE(B)の数平均分子量の好ましいより好ましい範囲は5,500以上30,000以下であり、更に好ましい範囲は6,000以上25,000以下である。
ここで、PPE(B)の数平均分子量は、以下の測定によって求めた値とする。上述の手順に従ってPPE粒子(A)中のPPE含有割合を測定した際の上澄み液を全て回収する。該上澄み液を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで可溶成分を分離し、PPEの分離液を得る。次いで、PPE分離液に含まれるPPE(B)の分子量を、PPE粒子(A)中のPPEの数平均分子量の測定と同じ方法でGPC測定を行い、標準ポリスチレン換算で測定される値をPPE(B)の数平均分子量とする。
PPE(B)の数平均分子量が5,000以上であると、該分散液を用いて製造されるプリント配線板の電気特性が良好となるため好ましい。PPE(B)の数平均分子量が40,000以下で、PPE粒子分散液を含むワニスを基材に含浸させて得られるプリプレグの、成形時の硬化性樹脂組成物の溶融粘度が小さく、良好な成形性が得られる点で好ましい。
本発明の第一の実施様態において、分散液中に含まれるPPE成分は、分散液中に含まれる硬化性樹脂組成物の質量を基準として、10質量%以上70質量%以下であることが好ましい。PPE成分の樹脂組成物に占める割合のより好ましい範囲は13質量%以上60質量%以下、更に好ましい範囲は15質量%以上50質量%以下である。
ここで、分散液中に含まれるPPE成分の硬化性樹脂成分に占める割合は以下の方法で求めた値とする。
まず、分散液中の硬化性樹脂組成物の量を以下の方法で求める。
分散液から溶剤含有量が1質量%以下となるように、該溶剤の沸点以下の温度で溶剤を乾燥除去する。次いで、溶剤が乾燥除去された分散液1.5gに23℃±2℃のクロロホルム50gを加える。23℃±2℃の恒温室内で、5分間毎に激しく振とうさせながら、1時間経過させた後、ろ過によりクロロホルムに溶解した硬化性樹脂組成物を回収する。続いて、抽出残さに23℃±2℃のクロロホルム50gを加え、同様に23℃±2℃の恒温室内で、1時間、5分間毎に激しく振とうさせた後、ろ過によりクロロホルムに溶解した硬化性樹脂成物を回収する。回収した2回分のクロロホルム溶液を合わせ、溶剤を除去して硬化性樹脂組成物を得、その重量を測定し、溶剤が乾燥除去された分散液1.5g中に含まれる硬化性樹脂成物の質量とする。
また、分散液中に含まれるPPE成分の量は、上述の方法で求めた、溶剤が乾燥除去された分散液1.5g中に含まれるPPE粒子(A)の質量と、溶剤が乾燥除去された分散液1.5g中に含まれるPPE(B)の質量の和として求める。
上述の方法で得られた、溶剤が乾燥除去された分散液1.5g中に含まれる硬化性樹脂組成物の質量とPPE成分の質量とから、PPE成分の硬化性樹脂組成物に対する質量比を求める。
PPE成分の樹脂組成物に占める割合が10質量%以上のとき、分散液の粘度が適度に高くなり、分散液の分散安定性が増すので好ましい。また、該分散液を含むワニスを基材に塗工して得られるプリプレグを加熱加圧成型して得られるプリント配線板中のPPE含量が高められ、電気特性に優れたプリント配線板となるため好ましい。PPE成分の樹脂組成物に占める割合が70%以下の時、PPE粒子を含むプリプレグの加熱加圧成型過程での溶融粘度が高くなりすぎるのを防ぎ、均一で良好な成型物が得られるので好ましい。
本態様の硬化性樹脂組成物に含まれるPPE1分子当たりの平均フェノール性水酸基数は、0.3個以上であることができる。PPE1分子当たりの平均フェノール性水酸基数は、好ましくは0.7個以上であり、より好ましくは0.9個以上であり、更に好ましくは1.05個以上である。1分子当たりの平均フェノール性水酸基数が0.3個以上のPPEを硬化性樹脂組成物において用いると、該樹脂組成物の硬化物と基材(例えば、ガラスクロス等)との接着性、又は該樹脂組成物の硬化物と銅箔等の金属箔との接着性が良好となり、プリント配線板の耐吸水性、はんだ耐熱性、及び接着性(例えば、多層板における層間の剥離強度、又は硬化物と銅箔等との剥離強度)に優れるため好ましい。該平均フェノール性水酸基数は、硬化性樹脂組成物の硬化物と基材とを含む複合体(例えば積層板)の吸水性が高くなるのを抑制できる観点、また、該複合体の誘電率と誘電正接が高くなるのを抑制できる観点から、好ましくは2.0個以下、より好ましくは1.85個以下、更に好ましくは1.6個以下である。
PPE1分子当たりの平均フェノール性水酸基数は、それぞれ、次の方法で求めた値と定義される。高分子論文集,vol.51,No.7(1994),第480頁記載の方法に準拠し、PPEの塩化メチレン溶液にテトラメチルアンモニウムハイドロオキシド溶液を加えて得たサンプルの波長318nmにおける吸光度変化を紫外可視吸光光度計で測定した値から水酸基の数を求める。別途、PPEの数平均分子量を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により求め、この値を用いてPPEの分子数を求める。これらの値から、下記式:
1分子当たりの平均フェノール性水酸基数=水酸基の数/数平均分子数
に従って、PPE1分子当たりの平均水酸基数を算出する。
PPE1分子当たりの平均フェノール性水酸基数は、例えば、分子末端のフェノール性水酸基が残存しているPPEと、分子末端のフェノール性水酸基が他の官能基で変性されているPPEとを混合し、その混合比を変えることによって調整することができる。又は、分子末端のフェノール性水酸基の他の官能基による置換度合を変えることによっても調整することができる。上記の官能基の態様は特に限定されるものではなく、ベンジル基、アリル基、プロパギル基、グリシジル基、ビニルベンジル基、メタクリル基等であることができる。その中でも、反応効率が良いため産業的に入手しやすいこと、自身の反応性がなく安定性に優れること、プレス成形時にポリフェニレンエーテル含有組成物の溶融粘度を低下させる効果が著しいこと等の観点から、該官能基は、好ましくは、ベンジル基である。
使用するポリフェニレンエーテルは、(A−1)1分子当たりの平均フェノール性水酸基数が0.5個未満であることができ、かつ、数平均分子量が1,000以上8,000以下であるPPE成分(以下、低分子量・末端官能化PPEともいう。)をPPE全量に対して1質量%以上40質量%以下含有することが好ましい。該低分子量・末端官能化PPEの含有量のより好ましい範囲は1.2質量%以上30質量%以下であり、更に好ましい範囲は1.5質量%以上25質量%以下である。
PPEの数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用い、標準ポリスチレン換算で測定される値である。典型的には、カラムにShodex LF−804×2(昭和電工株式会社製)、溶離液に50℃のクロロホルム検出器にRI(屈折率計)を用いてGPC測定を行い、同条件で測定した標準ポリスチレン試料の分子量と溶出時間との関係式から、数平均分子量を算出する。
(A−1)低分子量・末端官能化PPEを1質量%以上含有するPPEを含む硬化性樹脂組成物は、成形時の硬化性樹脂組成物の溶融粘度が小さく、良好な成形性が得られる点で好ましい。一方、該低分子量・末端官能化PPEを40質量%以下含有するPPEを含む硬化性樹脂組成物は、接着性に劣るという該低分子量・末端官能化PPEの特性の顕著な発現を抑制することができ、プリント配線板等において所望される、硬化物の耐吸水性、はんだ耐熱性、及び接着性(例えば、多層板における層間の剥離強度、又は硬化性樹脂組成物の硬化物と銅箔等との剥離強度)を良好に与える点で好ましい。
また、(A−1)低分子量・末端官能化PPEの1分子当たりの平均フェノール性水酸基数は好ましくは0.5個未満であるが、より好ましくは0.2個以下であり、更に好ましくは0.1個以下である。該平均フェノール性水酸基数が0.5個未満であれば、低分子量・末端官能化PPEを含有する硬化性樹脂組成物が低い誘電率及び誘電正接の硬化物を形成できることに加えて良好な硬化反応性を有するため、機械特性及び耐熱性に優れた硬化物が得られる点で好ましい。平均フェノール性水酸基数は少ないほど好ましく、0個であってもよいが、フェノール性水酸基を他の官能基で変性させる効率の観点から、好ましくは0.001個以上、より好ましくは0.01個以上であることができる。
好ましい態様においては、PPEは、
(A−1)1分子当たりの平均フェノール性水酸基数が0.5個未満であり、かつ数平均分子量が1,000以上8,000以下であるPPE成分、及び
(A−2)1分子当たりの平均フェノール性水酸基数が0.5個以上であり、かつ数平均分子量が8,000を超えるPPE成分
を含み、(A−1)と(A−2)との合計質量100質量%を基準として、(A−1)の含有量が1質量%以上40質量%未満であり、かつ(A−2)の含有量が60質量%超99質量%以下である。
本態様においては、PPEは、好ましくは、(A−1)及び(A−2)から実質的になり、より好ましくは(A−1)及び(A−2)からなる。
(A−2)成分の使用により、分子量の大きいPPEに由来する高いガラス転移温度が得られる。また、好ましい態様における(A−2)成分の使用により、さらに末端水酸基に由来する良好な接着性とが得られ、優れた耐熱性、機械特性、及び接着性という利点が得られる。
(A−2)成分の1分子当たりの平均フェノール性水酸基数は、良好な接着性を実現する観点から0.5個以上であることが好ましく、さらに好ましくは0.8個以上、より好ましくは1.6個以上である。該平均フェノール性水酸基数は多い方が上記の効果を得る点で好ましいが、硬化性樹脂組成物の硬化物と基材とを含む硬化物複合体の吸水性が高くなるのを防ぐ、或いは、誘電率と誘電正接が高くなるのを防ぐ観点から、好ましくは2個以下、より好ましくは1.85個以下、更に好ましくは1.6個以下であることができる。
該(A−2)成分の数平均分子量の好ましい範囲は8,000超40,000以下であり、より好ましい範囲は9,500以上28,000以下であり、更に好ましい範囲は10,000以上20,000以下である。数平均分子量が8,000超である場合、高いガラス転移温度が得られるため、耐熱性及び機械特性に優れる硬化物が得られ好ましい。一方で、数平均分子量が40,000以下である場合、通常のプレス成形温度での溶融粘度が低く保たれ、良好な成形性が得られるため好ましい。
(A−1)と(A−2)との合計100質量%基準での(A−2)の含有量は、高いガラス転移温度及び良好な接着性を実現する観点から好ましくは60質量%以上、より好ましくは60質量%超、更に好ましくは70質量%以上、更に好ましくは75質量%以上であり、成形時の硬化性樹脂組成物の溶融粘度を小さくし、良好な成形性を得るという観点から、好ましくは99質量%以下、より好ましくは98.8質量%以下、更に好ましくは98.5質量%以下である。
また、本発明のPPE粒子を含む樹脂組成物と溶剤とを含む分散液に含まれるPPEは、PPEと不飽和カルボン酸又は酸無水物との反応物であることができる。PPEがPPEと不飽和カルボン酸又は酸無水物との反応物であることにより、PPEの溶剤中での結晶化を遅延することができ、より低温での分散液の調製が可能、あるいは、より高濃度のPPE分散液とすることができるため好ましい。
不飽和カルボン酸又は酸無水物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、無水グルタコン酸、無水シトラコン酸等が挙げられる。反応はPPEと不飽和カルボン酸また酸無水物を100℃〜390℃の温度範囲で加熱することによって行われる。この際ラジカル開始剤を共存させてもよい。溶液法と溶融混合法の両方が使用できるが、押出し機等を用いる溶融混合法の方が簡便に行うことができ、本発明の目的に適している。不飽和カルボン酸又は酸無水物の割合は、PPE100重量部に対し、0.01重量部以上5.0重量部以下、好ましくは0.1重量部以上3.0重量部以下である。
なお、本態様の組成物は、本発明の幾つかの態様に関して記載する各種成分、例えば、反応開始剤、難燃剤、他の樹脂、その他の添加剤等を、これら態様と同様の様式で好ましく配合できる。そのような配合もまた本開示は包含する。また、該本態様の組成物を用い、本発明の別の態様に関して記載するのと同様の態様で、ワニス、プリプレグ及びプリント配線板を好ましく形成できる。
本発明の別の態様は、上述したPPE粒子(A)を含む硬化性樹脂組成分に更に架橋型硬化性樹脂、例えば、分子内に2個以上のビニル基を持つモノマー(C)を含有するプリプレグを提供する。前記硬化性樹脂組成物は、プリプレグ中のPPE成分(A+B)と架橋型硬化性樹脂(C)との合計100質量部に対して、架橋型硬化性樹脂(C)を好ましくは5〜95質量部、より好ましくは10〜80質量部、更に好ましくは10〜70質量部、更に好ましくは20〜70質量部含有する。該モノマー(C)の量が5質量部以上である場合、成形性が良好である点で好ましく、95質量部以下である場合、誘電率及び誘電正接が低い硬化物を形成できる点で好ましい。
架橋型硬化性樹脂としては、分子内に2個以上のビニル基を持つモノマーが好適であり、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)、トリアリルシアヌレート、トリアリルアミン、トリアリルメセート、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジビニルビフェニル等が挙げられるが、その中でもポリフェニレンエーテルとの相溶性が良好なTAICが好ましい。
本態様に含まれる硬化性樹脂組成物は、好ましくは、架橋型硬化性樹脂(C)と(反応)開始剤(D)をさらに含む。
開始剤(D)としては、ビニルモノマーの重合反応を促進する能力を有する任意の開始剤を使用でき、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)オクタン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、ジ(トリメチルシリル)パーオキサイド、トリメチルシリルトリフェニルシリルパーオキサイド等の過酸化物が挙げられる。また、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン等のラジカル発生剤も反応開始剤として使用できる。中でも、得られる耐熱性及び機械特性に優れ、更に低い誘電率及び誘電正接を有する硬化物を与えることができるの観点から、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンが好ましい。
プリプレグ中のPPE成分(A+B)とモノマー(C)との合計100質量部に対して、開始剤(D)の含有量は、反応率を高くできる観点から、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上、更に好ましくは1.5質量部以上であり、得られる硬化物の誘電率及び誘電正接を低く抑えることができる観点から、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは7質量部以下である。
好ましい態様においては、プリプレグ中のPPE成分(A+B)とモノマー(C)との合計100質量部に対して、架橋型硬化性樹脂(C)の含有量が10質量部以上70質量部以下、及び開始剤(D)の含有量が1質量部以上10質量部以下である。
本発明の硬化性樹脂組成物には、他の樹脂(例えば、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂等)を更に含有させることもできる。熱可塑性樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン、スチレン、ジビニルベンゼン、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、塩化ビニル、アクリロニトリル、無水マレイン酸、酢酸ビニル、四フッ化エチレン等のビニル化合物の単独重合体及び2種以上のビニル化合物の共重合体、並びに、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレングリコール等を例として挙げることができる。これらの中でもスチレンの単独重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、及びスチレン−エチレン−ブタジエン共重合体が、硬化性樹脂組成物の溶剤への溶解性及び成形性の観点から好ましく用いることができる。硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、及びシアネートエステル類を例として挙げることができる。上記熱可塑性樹脂及び硬化性樹脂は、酸無水物、エポキシ化合物、アミン等の官能化化合物で変成されたものでもよい。このような別の樹脂の使用量は、上記PPE(A)と上記モノマー(C)との合計100質量部に対して、好ましくは10〜90質量部、より好ましくは20〜70質量部である。
本発明に係る硬化性樹脂組成物は目的に応じ適当な添加剤を更に含有してもよい。添加剤としては、難燃剤、熱安定剤、酸化防止剤、UV吸収剤、界面活性剤、滑剤、充填剤、ポリマー添加剤等が挙げられる。
特に、本発明の硬化性樹脂組成物が更に難燃剤を含む場合、本発明の有する良好な成形性、耐吸水性、はんだ耐熱性、及び接着性(例えば、多層板における層間の剥離強度、又は硬化物と銅箔等との剥離強度)に優れるプリント配線板等が得られる利点に加え、難燃性を付与できる点で好適である。
難燃剤としては、燃焼のメカニズムを阻害する機能を有するものであれば特に制限されず、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ほう酸亜鉛等の無機難燃剤、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモジェフェニルエタン、4,4−ジフブロモフェニル、エチレンビステトラブロモフタルイミド等の芳香族臭素化合物、等が挙げられる。中でも、得られる硬化物の誘電率及び誘電正接を低く抑えられる観点からデカブロモジェフェニルエタン等が好ましい。
難燃剤の使用量は、使用する難燃剤によって異なり、特に限定するものでないが、UL規格94V−0レベルの難燃性を維持する観点から、PPE(A)とモノマー(C)との合計100質量部に対して好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは15質量部以上である。また、得られる硬化物の誘電率及び誘電正接を小さく維持できる観点から、好ましくは50質量部以下、より好ましくは45質量部以下、更に好ましくは40質量部以下である。


[PPE粒子(A)を含む樹脂組成物と溶剤とを含む分散液の製法]
本発明のPPE粒子(A)を含む樹脂組成物と溶剤から構成される分散液は、分散液中に含まれるPPE粒子(A)が本発明の要件を満たせば特に限定されるものではないが、例えば、PPE粒子を有機溶剤中に分散し、又はPPEを有機溶剤中で粉砕し、所定の粒度のPPE粒子が分散した状態とする方法(以下、「破砕分散法」ともいう。)を挙げることができる。
本発明のPPE粒子を含む樹脂組成物と溶剤から構成される分散液中に存在するPPE粒子(A)の粒径、PPE含有割合、PPE分子量、は、例えば、後述の「破砕分散法」において、有機溶剤に加えるPPEを予め調整しておくことも可能であるし、有機溶剤中での破砕強度や用いる溶剤を変えることによって調整することもできる。
[破砕分散法]
ポリフェニレンエーテルの粒子を有機溶剤中に分散し、又はPPEを有機溶剤中で粉砕し、所定の粒度のPPE粒子が分散した状態とする方法としては、以下の2つを挙げることができる。
(1)粒度を調整したPPE粒子を溶剤中に分散させる方法
粒度の調整方法としては湿式又は乾式での粉砕や篩い分けが挙げられる。これらの方法を組み合わせてもよい。
□使用する溶剤としては特に限定はないが、PPEの溶剤保持量が1500%以上となる溶剤(a)とPPEの溶剤保持量が300%以下となる溶剤(b)を、その質量比(a):(b)が90:10〜99.9:0.1となる混合比で用いると、PPE粒子の流動性と分散安定性を確保しながら、且つ、基材への塗工性に優れ、基材とPPE粒子を含む樹脂組成物の接着性に優れるプリプレグが得られるため好ましい。PPEの溶剤保持量が1500%以上となる溶剤は、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族有機溶剤が挙げられ、これらを単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、PPEの溶剤保持量が300%以下の溶剤は、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール類が挙げられ、これらを単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これら溶剤を、使用するPPEにより、適時選択して用いることができる。
□かかる有機溶剤への分散は、塗工温度との差が10℃以下の温度で行うことが好ましい。これにより、塗工までの保管期間又は塗工中にPPEの析出量が増えて、粘度の増加やバラツキが生じることによる均一性の低下を避けることができる。
(2)PPEを有機溶剤中で破砕し、PPEが有機溶剤に分散した状態のワニスを作製する方法
□使用する溶剤としては特に限定はないが、PPEの溶剤保持量が1500%以上となる溶剤(a)とPPEの溶剤保持量が300%以下となる溶剤(b)を、その質量比(a):(b)が90:10〜99.9:0.1となる混合比で用いると、PPE粒子の流動性と分散安定性を確保しながら、且つ、基材への塗工性に優れ、基材とPPE粒子を含む樹脂組成物の接着性に優れるプリプレグが得られるため好ましい。PPEの溶剤保持量が1500%以上となる溶剤は、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族有機溶剤が挙げられ、これらを単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、PPEの溶剤保持量が300%以下の溶剤は、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール類が挙げられ、これらを単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これら溶剤を、使用するPPEにより、適時選択して用いることができる。
PPEの溶剤保持量が1500以上の溶剤が一定以上であれば、PPE粒子が溶剤を粒子内に取り込み膨潤し、粘度が増加し、分散安定性が増加し、基材への塗工量(樹脂含量)も増える。また、溶剤に溶けている樹脂成分と、膨潤したPPE粒子中の樹脂成分が同等となり、基材への浸漬性が安定して、均一な塗工ができる。膨潤性が足りないと、ワニス含浸部でPPE粒子が基材/ガラスクロス/織物構造に濾されて、含浸ロールに堆積してしまうという問題もある。他方で、PPEの溶剤保持量が1500%以上の溶剤が一定以下であれば、ポリフェニレン粒子の膨潤によるゲル化・固化を抑制し、塗工が可能となり、経時的な膨潤・ゲル化も抑制でき、保存安定性に優れるものとなる。
□PPE粒子の有機溶剤への分散又はPPEの有機溶剤中での破砕は、PPE粒子が析出を開始するよりも低い温度で行うことで、PPEの溶解又は粒子の過剰な微細化による増粘を防ぐことができる。また、PPEの有機溶剤への分散又はPPEの有機溶剤中での破砕を、塗工温度との差が10℃以下の条件で行うことにより、保管中又は塗工中に、PPE粒子の析出量が変化して、均一な塗工ができなくなるのを防ぐことができる。
PPE粒子(A)が分散した状態のワニスを得る方法として、得られるプリプレグ中に含まれるPPE粒子(A)が本発明の要件を満たせば特に限定されるものではないが、PPE粒子(A)の分散液を得た後に、他の成分を添加してワニスを得る方法が挙げられる。
また、本願発明のPPE粒子(A)を含む樹脂組成物と溶剤とで構成される分散液は、PPE粒子(A)の分散液を得た後に、他の成分を添加してワニスを得る方法が挙げられる。

本発発明の別の態様は、PPE粒子(A)を含む樹脂組成物と基材とで構成されるプリプレグを提供する。例えば上述のPPE粒子(A)を含む分散液を含むワニスを、ガラスクロス等である基材に含浸させた後、熱風乾燥機等で溶剤分を乾燥除去することにより、プリプレグを製造できる。
基材としては、ロービングクロス、クロス、チョップドマット、サーフェシングマット等の各種ガラス布;アスベスト布、金属繊維布、及びその他合成若しくは天然の無機繊維布;全芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維等の液晶繊維から得られる織布又は不織布;綿布、麻布、フェルト等の天然繊維布;カーボン繊維布、クラフト紙、コットン紙、紙−ガラス混繊糸から得られる布等の天然セルロース系基材;ポリテトラフルオロエチレン多孔質フィルム;等を単独で又は2種以上組合せて用いることができる。
上記プリプレグに占める硬化性樹脂組成物の割合は、プリプレグ全量100質量部に対して、30〜80質量部であることが好ましく、より好ましくは40〜70質量部である。上記割合が30質量部以上である場合、プリプレグを、例えば、電子基板形成用として使用した際に優れた絶縁信頼性が得られ、80質量部以下である場合、例えば、得られる電子基板が曲げ弾性率等の機械特性に優れる。
上述した本発明に係る硬化性樹脂組成物を用い、該硬化性樹脂組成物の硬化物と基材とを含む硬化物複合体と、金属箔とが積層されている積層板を形成できる。該積層板は、好ましくは、上記硬化物複合体と金属箔とが重なって密着しているもので、電子基板の材料として好適に用いられる。金属箔としては、例えば、アルミ箔及び銅箔を用いることができ、中でも銅箔は電気抵抗が低いため好ましい。金属箔と組合せる硬化物複合体は1枚でも複数枚でもよく、用途に応じて複合体の片面又は両面に金属箔を重ねて積層板に加工する。積層板の製造方法としては、例えば、硬化性樹脂組成物と基材とから構成される複合体(例えば、前述のプリプレグ)を形成し、これを金属箔と重ねた後、硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、硬化物積層体と金属箔とが積層されている積層板を得る方法が挙げられる。該積層板の特に好ましい用途の1つはプリント配線板である。
本発明の別の態様は、上述した本発明の硬化性樹脂組成物の硬化物と、基材とを含むプリント配線板を提供する。本発明のプリント配線板は、典型的には、上述した本発明のプリプレグを用いて、加圧加熱成型する方法で形成できる。基材としてはプリプレグに関して前述したのと同様のものが挙げられる。本発明のプリント配線板は、上述したような硬化性樹脂組成物を用いて形成されていることにより、優れた絶縁信頼性及び機械特性を有することができる。
以下、実施例により、本実施形態を具体的に説明するが、本実施形態は以下の実施例により何ら限定されるものではない。
以下の実施例、比較例及び試験例中の各物性は、以下の方法によって測定した。
(1)PPEの数平均分子量
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ分析(GPC)を用い、分子量既知の標準ポリスチレンの溶出時間との比較で数平均分子量を求めた。
測定装置にはHLC−8220GPC(東ソー株式会社製)を用い、カラム:Shodex LF−804×2(昭和電工株式会社製)、溶離液:50℃のクロロホルム、検出器:RI、の条件で測定を行った。
(2)PPE1分子当たりの平均フェノール性水酸基数
吸光度から求めたPPEに含まれるフェノール性水酸基数と、平均分子量から求めたPPEの分子数とを用い、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数を求めた。
先ず、高分子論文集,vol.51,No.7(1994),第480頁記載の方法に準拠し、PPEの塩化メチレン溶液にテトラメチルアンモニウムハイドロオキシド溶液を加えて得た試料の波長318nmにおける吸光度変化を紫外可視吸光光度計で測定した値から水酸基の数を求めた。
別途、PPEの数平均分子量を、上記(1)に従いゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により求め、この値を用いて、PPEの分子数を求めた。これらの値から、下記式:
1分子当たりの平均フェノール性水酸基数=水酸基の数/数平均分子数
に従って、PPE1分子当たりの平均水酸基数を算出した。
(3)積層板の誘電率、誘電正接
積層板の1GHzにおける誘電率及び誘電正接を、インピーダンスアナライザーを用いて測定した。
測定装置としてインピーダンスアナライザー(4291B op.002 with 16453A,16454A、AgilentTechnologies社製)を用い、試験片厚さ:約2mm、電圧:100mV、周波数:1mmHz〜1.8GHzの条件で測定し、掃引回数100回の平均値として求めた。
(4)積層板の吸水率
積層板を吸水加速試験に供し、増加した質量から吸水率を求めた。
積層板を50mm角に切り出し試験片を作製した。該試験片を130℃で30分乾燥した後、質量を測定し、加速試験前の質量(g)とした。次いで、温度:121℃、圧力:2atm、時間:4時間、の条件で加速試験を行った後の質量を測定し、加速試験後の質量(g)とした。
加速試験前の質量(g)と加速試験後の質量(g)とを用い、下記式:
吸水率(質量%)=(加速試験前の質量―加速試験後質量)/加速試験前の質量×100
により吸水率を算出し、試験片4枚の測定値の平均値を求めた。
(5)積層板の吸水試験後のはんだ耐熱性
上記(4)に記載の吸水率の測定後の積層板を用い、288℃及び260℃でのはんだ耐熱試験を行った。吸水加速試験後の積層板を、288℃又は260℃のはんだ浴に20秒間浸漬し、目視による観察を行った。288℃のはんだ浴へ浸漬しても、膨れ、剥離及び白化の何れも確認されなかった積層板については「はんだ耐熱288℃」と評価した。また、288℃のはんだ浴への浸漬により、膨れ、剥離及び白化の何れか1つ以上が発生したが、260℃のはんだ浴へ浸漬しても、膨れ、剥離及び白化の何れも確認されなかった積層板については「はんだ耐熱260℃」と評価した。また、260℃のはんだ浴への浸漬により、膨れ、剥離及び白化の何れか1つ以上が発生した積層板は「不合格」と評価した。
(6)積層板の銅箔引き剥がし強さ(剥離強度N/mm)
銅張積層板の銅箔を一定速度で引き剥がす際の応力を測定した。後述の方法で作製した、35μm銅箔(GTS−MP箔、古川電気工業株式会社製)を用いた銅張積層板を、幅15mm×長さ150mmのサイズに切り出し、オートグラフ(AG−5000D、株式会社島津製作所製)を用い、銅箔を除去面に対し90℃の角度で50mm/分の速度で引き剥がした際の荷重の平均値を測定し、5回の測定の平均値を求めた。
(7)プリプレグの粉落ち、剥がれ
プリプレグを180°に折り曲げた際に、樹脂粉落ち、あるいは樹脂剥離が生じるかを調べ、評価した。まず、プリプレグを200mm×300mmの大きさにカッター刃を用いて切り出した。次いで、長方形の長辺側2辺が重なるようにプリプレグを180°に折り曲げた後、元に戻した。次いで、長方形の短辺側2辺が重なるようにプリプレグを180°に折り曲げた後、元に戻した。上述の一連のプリプレグの取り扱いにおいて、樹脂粉落ち、又は樹脂層の剥がれなどの問題がなかったものは「合格」と評価した。一方、樹脂粉落ちが激しかったものは「不合格/樹脂粉落ち」、また、樹脂層の剥がれが著しかったものは「不合格/樹脂剥がれ」と評した。
(8)質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤に不溶なPPE粒子(A)の最大長径
前記したように、PPE粒子(A)の最大長径を求めた。
(9)質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤に不溶な全PPE粒子(A)の数に対する長径3μm以上20μm以下のPPE粒子(A)の数の割合
前記したように、上記割合を求めた。
(10)PPE粒子(A)中のPPE含有割合
前記したように、上記割合を求めた。
(11)PPE粒子(A)に含まれるPPEの数平均分子量
前記したように、上記分子量を求めた。
(12)質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤に不溶なPPE(A)と同溶剤に可溶なPPE(B)との質量比
前記したように、上記質量比を求めた。
(13)PPE(B)の数平均分子量
前記したように、上記分子量を求めた。
(15)分散液の粘度
B型粘度計、ローターNo.3を用い、25℃、30rpm、30秒の条件で粘度を測定した。
(16)分散液の分散安定性
ガラス製の50mlサンプル管に分散液35gを入れ、23℃の恒温室に3日間静置した。PPE粒子の沈降などによる分離がなく、また、流動性を保持したものを「合格」とした。また、PE粒子の沈降などによる分離が生じたものを「分離」、流動性がないものを「ゲル化」と評した。
<製造例1:低分子量・ベンジル化PPE>
90℃に加温されたオイルバスに10Lのフラスコを設置し、フラスコ内部に毎分30mlで窒素ガスを導入した。以降、操作は常に窒素ガス気流下で行った。ここに、PPE1000g、及びトルエン3000gを入れ、攪拌溶解させた。更に80gのビスフェノールAをメタノール350gに溶かした溶液を上記フラスコに攪拌しながら加えた。5分間攪拌を続けた後、6質量%ナフテン酸コバルトミネラルスピリット溶液3mlを注射器で加え、5分間攪拌を続けた。次いで、ベンゾイルパーオキサイド溶液375gにトルエン1125gを加えて、ベンゾイルパーオキサイド濃度が10質量%になるように希釈した溶液を滴下ロートに入れ、上記フラスコに2時間かけて滴下していった。滴下終了後、更に2時間加熱及び攪拌を続け、低分子量化PPEを含む反応液を得た。得られた低分子量化PPEの数平均分子量は2,800であり、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数は1.96個であった。
その後、該低分子量化PPEを含む反応液の温度を50℃に下げ、水酸化ナトリウム340gをイオン交換水3050gに溶解させた水溶液とテトラブチルアンモニウムヨード31gとを加えて、5分間撹拌した。続いて、塩化ベンジル1070gを加えてから温度50℃で4時間撹拌を続け、低分子量・ベンジル化PPEを含む反応液を得た。該反応液を静置し、2層分離させた後、下槽を除去した。更に水1000gを加え、撹拌した後静置し、再び2槽に分離させた後、下槽を除去した。次いで、メタノール200gを加え、同様に撹拌、静置し、2層に分離させた後、上層を除去した。更にメタノール100gを加え、同様に撹拌、静置し、2層に分離させた後、下層を回収して低分子量・ベンジル化PPEを含む反応液を得た。これに多量のメタノールを加え、低分子量・ベンジル化PPEを沈殿させ、ろ別後、乾燥させて低分子量・ベンジル化PPEを得た。得られた低分子量・ベンジル化PPEの数平均分子量は3,000、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数は0.01個であった。
<製造例2:PPEと無水マレイン酸との反応生成物>
PPE(S202A、旭化成ケミカルズ製、数平均分子量18,000、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数1.84個)100重量部と無水マレイン酸1.5重量部、および2,5−ジメチル2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン(パーヘキサ25B、日本油脂製)1.0重量部を室温でドライブレンドした後、シリンダー温度300℃、スクリュー回転数230rpmの条件で2軸押出し機により押出し、PPEと無水マレイン酸との反応生成物を得た。得られたPPEと無水マレイン酸との反応生成物の数平均分子量は17,000、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数は0.95個であった。
<実施例1>
トルエンとメタノールの混合溶剤(質量比95:5)147重量部をステンレスビーカーに入れ、撹拌しながら、PPE(S202A、旭化成ケミカルズ製、数平均分子量18,000、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数1.84個)32.3部、スチレン系エラストマー(SOE L606、旭化成ケミカルズ製)3.6重量部を加え、2時間撹拌した。次いで、ホモミキサー(HM−300型版 アズワン社製)を用いて、25℃、8,000回転、30分の条件で、ポリフェニレンエーテルを解砕し、PPE粒子の分散液Aを得た。PPE分散液Aは、適度な流動性と分散安定性を有しており、粘度は1050mPa・sであった。また、PPE粒子分散液Aには、溶剤を乾燥除去後に質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤に不溶分として抽出されるPPEが存在し、以下の表1に示す通り、その最大粒径は5μm、長径0.3μm〜3μmの割合は86%、PPE含有割合は95質量%であった。
得られたPPE分散液Aに、トリアリルイソシアヌレート(日本化成製)21.3重量部、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン(パーブチルP、日油製)2.3重量部を加え、均一に撹拌した後、デカブロモジフェニルエタン(SAYTEX8010、アルベマールジャパン製)15.9部、シリカフィラー(球状シリカ、龍森製)24.6重量部を加え均一に撹拌し、塗工用ワニスを得た。
次いで、得られたワニスを、厚さ約0.1mmのEガラス製ガラスクロス(2116スタイル、旭シェーベル製)に含浸させ、スリットで余分なワニスを掻き落とした後、溶媒を乾燥除去し、樹脂含有量60質量%のプリプレグAを得た。該プリプレグAは、樹脂の粉落ちや剥がれが無く、取り扱い性に優れるものであった。
<実施例2>
トルエンとメタノールの混合溶剤(質量比95:5)210重量部をステンレスビーカーに入れ、撹拌しながら、PPPE(S202A、旭化成ケミカルズ製、数平均分子量18,000、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数1.84個)53.3部、ポリスチレン(型番、PSジャパン製)1.5重量部を加え、2時間撹拌した。次いで、ホモミキサー(HM−300型版 アズワン社製)を用いて、25℃、8,000回転、30分の条件で、ポリフェニレンエーテルを解砕し、PPE粒子の分散液Bを得た。PPE分散液Bは、適度な流動性と分散安定性を有しており、粘度は770mPa・sであった。また、PPE粒子分散液Bには、溶剤を乾燥除去後に質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤に不溶分として抽出されるPPEが存在し、以下の表1に示す通り、その最大長径は6μm、長径0.3μm〜3μmの割合は88%、PPE含有割合は93質量%であった。
得られたPPE分散液Bに、トリアリルイソシアヌレート(日本化成製)22.8重量部、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン(パーブチルP、日油製)1.5重量部を加え、均一に撹拌した後、デカブロモジフェニルエタン(SAYTEX8010、アルベマールジャパン製)19.8部を加え均一に撹拌し、塗工用ワニスを得た。
次いで、得られたワニスを、厚さ約0.1mmのEガラス製ガラスクロス(2116スタイル、旭シェーベル製)に含浸させ、スリットで余分なワニスを掻き落とした後、溶媒を乾燥除去し、樹脂含有量60質量%のプリプレグBを得た。該プリプレグBは、樹脂の粉落ちや剥がれが無く、取り扱い性に優れるものであった。
<実施例3>
トルエンとメタノールの混合溶剤の量を158重量部とする以外は実施例2と同様の方法で、PPE粒子の分散液Cを得た。PPE分散液Cは、適度な流動性と分散安定性を有しており、粘度は1410mPa・sであった。また、PPE粒子分散液Cには、溶剤を乾燥除去後に質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤に不溶分として抽出されるPPEが存在し、以下の表1に示す通り、その最大長径は7μm、長径0.3μm〜3μmの割合は66%、PPE含量は92質量%であった。
次いで、得られたPPE粒子分散液Cを用いる以外は実施例2と同様の方法で、樹脂含有量60質量%のプリプレグCを得た。該プリプレグCは、樹脂の粉落ちや剥がれが無く、取り扱い性に優れるものであった。
<実施例4>
実施例2で用いたPPEに代えて、PPE(S201A、旭化成ケミカルズ製、数平均分子量25,000、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数1.88個)を用いた以外は実施例2と同様の方法で、PPE粒子の分散液Dを得た。PPE分散液Dは、適度な流動性と分散安定性を有しており、粘度は1880mPa・sであった。また、PPE粒子分散液Dには、溶剤を乾燥除去後に質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤に不溶分として抽出されるPPEが存在し、以下の表1に示す通り、その最大長径は6μm、長径0.3μm〜3μmの割合は90%、PPE含量は96質量%であった。該プリプレグDは、樹脂の粉落ちや剥がれが無く、取り扱い性に優れるものであった。
<実施例5>
実施例2で用いたPPEに代えて、PPE(S203A、旭化成ケミカルズ製、数平均分子量10,000、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数1.80個)を用いた以外は実施例2と同様の方法で、PPE粒子の分散液Eを得た。PPE分散液Eは、適度な流動性と分散安定性を有しており、粘度は1180mPa・sであった。また、PPE粒子分散液Eには、溶剤を乾燥除去後に質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤に不溶分として抽出されるPPEが存在し、以下の表1に示す通り、その最大長径は5μm、長径0.3μm〜3μmの割合は89%、PPE含量89質量%であった。該プリプレグEは、樹脂の粉落ちや剥がれが無く、取り扱い性に優れるものであった。
<実施例6>
実施例2で用いたPPEに代えて、PPEと無水マレイン酸との反応物(製造例3参照)を用いる以外は実施例2と同様の方法を用い、PPE粒子の分散液Fを得た。PPE分散液Fは、適度な流動性と分散安定性を有しており、粘度は1820mPa・sであった。また、PPE粒子分散液Fには、溶剤を乾燥除去後に質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤に不溶分として抽出されるPPEが存在し、以下の表1に示す通り、その最大長径は7μm、長径0.3μm〜3μmの割合は70%、PPE含量は92質量%であった。該プリプレグFは、樹脂の粉落ちや剥がれが無く、取り扱い性に優れるものであった。
<実施例7>
実施例2で用いたPPE53.3部に代えて、該PPE42.6重量部と低分子量・ベンジル化PPE(製造例1参照)10.7重量部とを用いる以外は実施例2と同様の方法で、PPE粒子の分散液Gを得た。PPE分散液Gは、適度な流動性と分散安定性を有しており、粘度は810mPa・sであった。また、PPE粒子分散液Gには、溶剤を乾燥除去後に質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤に不溶分として抽出されるPPEが存在し、以下の表1に示す通り、その最大長径は5μm、長径0.3μm〜8μmの割合は90%、PPE含量は90質量%であった。該プリプレグGは、樹脂の粉落ちや剥がれが無く、取り扱い性に優れるものであった。
<比較例1>
トルエン210重量部をステンレスビーカーに入れ、撹拌しながら、PPPE(S202A、旭化成ケミカルズ製、数平均分子量18,000、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数1.84個)53.3部、ポリスチレン(型番、PSジャパン製)1.5重量部を加え、2時間撹拌した。次いで、ホモミキサー(HM−300型版 アズワン社製)を用いて、25℃、8,000回転、30分の条件でPPEの解砕を試みた。ところが、開始15分後には完全にゲル化してしまい、分散液の対流が止まってしまい、破砕が進まなかった。また、分散液はグリース状になり、続く塗工を行うことが出来なかった。
<比較例2>
トルエンとメタノールの混合溶剤(質量比85:15)210重量部をステンレスビーカーに入れ、撹拌しながら、PPPE(S202A、旭化成ケミカルズ製、数平均分子量18,000、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数1.84個)53.3部、ポリスチレン(型番、PSジャパン製)1.5重量部を加え、2時間撹拌した。次いで、ホモミキサー(HM−300型版 アズワン社製)を用いて、25℃、8,000回転、30分の条件で、PPEを解砕し、PPE粒子の分散液Hを得た。PPE分散液Hは、適度な流動性と分散安定性を有しており、粘度は330mPa・sであった。また、PPE粒子分散液Hには、溶剤を乾燥除去後に質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤に不溶分として抽出されるPPEが存在し、以下の表1に示す通り、その最大長径は8μm、長径0.3μm〜3μmの割合は55%、PPE含有割合は97質量%であった。
得られたPPE分散液Hに、トリアリルイソシアヌレート(日本化成製)22.8重量部、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン(パーブチルP、日油製)1.5重量部を加え、均一に撹拌した後、デカブロモジフェニルエタン(SAYTEX8010、アルベマールジャパン製)19.8部を加え均一に撹拌し、塗工用ワニスを得た。
次いで、得られたワニスを、厚さ約0.1mmのEガラス製ガラスクロス(2116スタイル、旭シェーベル製)に含浸させ、スリットで余分なワニスを掻き落とした後、溶媒を乾燥除去し、樹脂含有量60質量%のプリプレグHを作成した。この時、ワニス含浸部位に浸漬させているロールに、ワニス成分が固着してしまい、10m以上の連続塗工ができなかったが、得られたプリプレグを続く評価に供した。
該プリプレグHは、樹脂の粉落ちしやすく、取り扱い性に欠けるものであった。
<比較例3>
トルエンとメタノールの混合溶剤(質量比75:25)210重量部をステンレスビーカーに入れ、撹拌しながら、PPPE(S202A、旭化成ケミカルズ製、数平均分子量18,000、1分子当たりの平均フェノール性水酸基数1.84個)53.3部、ポリスチレン(型番、PSジャパン製)1.5重量部を加え、2時間撹拌した。次いで、ホモミキサー(HM−300型版 アズワン社製)を用いて、25℃、8,000回転、30分の条件で、ポリフェニレンエーテルを解砕し、PPE粒子の分散液Iを得た。PPE分散液Hは、分散安定性に欠け、約5分静置しただけでも分離が生じ、続くプリプレグの塗工を行うことができなかった。
<比較例4>
実施例2で用いたPPEに代えて、低分子量・アリル化ポリフェニレンエーテル(製造例2参照)を用いる以外は実施例2と同様の方法を用い、PPE粒子の分散液Iを得た。PPE分散液Iは、適度な流動性と分散安定性を有しており、粘度は450mPa・sであった。また、PPE粒子分散液Iには、溶剤を乾燥除去後に質量比95:5のトルエンとメタノールの混合溶剤に不溶分として抽出されるPPEが存在し、以下の表1に示す通り、その最大長径は4μm、長径0.3μm〜3μmの割合は71%、PPE含量は88質量%であった。該プリプレグIは、樹脂の粉落ちや剥がれが無く、取り扱い性に優れるものであった。
<試験例>
実施例1〜7、比較例2と4で得られたプリプレグA〜Iを用いて基板試料を作製し、電気特性(誘電率、誘電正接)、吸水率、吸水後のはんだ耐熱、銅箔剥離強度を比較評価した。
吸水率、及び吸水試験後のはんだ耐熱性を評価するための試料は次の方法で作製した。実施例又は比較例で得たプリプレグを2枚重ね、その上下に厚み12μmの銅箔(GTS−MP箔、古川電気工業株式会社製)を重ね合わせたものを、室温から昇温速度3℃/分で加熱しながら圧力5kg/cm2の条件で真空プレスを行い、130℃まで達したら昇温速度3℃/分で加熱しながら圧力30kg/cm2の条件で真空プレスを行い、200℃まで達したら温度を200℃に保ったまま圧力30kg/cm2、時間60分間の条件で真空プレスを行うことによって両面銅張積層板を得た。次いで、前記銅張積層板を100mm角に切り出し、銅箔をエッチングにて除去し、吸水率、及び吸水試験後のはんだ耐熱性を評価するための試料を得た。
また、銅箔剥離強度測定用の試料は次の方法で作製した。実施例又は比較例で得たプリプレグを2枚重ね、その上下に厚み35μmの銅箔(GTS−MP箔、古川電気工業株式会社製)を重ね合わせたものを、室温から昇温速度3℃/分で加熱しながら圧力5kg/cm2の条件で真空プレスを行い、130℃まで達したら昇温速度3℃/分で加熱しながら圧力30kg/cm2の条件で真空プレスを行い、200℃まで達したら温度を200℃に保ったまま圧力30kg/cm2、時間60分間の条件で真空プレスを行うことによって両面銅張積層板を作製した。この両面銅張積層板を銅箔剥離強度測定用の試料として用いた。
また、誘電率及び誘電正接の測定用試料は次の方法で作製した。実施例又は比較例で得たプリプレグを16枚重ね、室温から昇温速度3℃/分で加熱しながら圧力5kg/cm2の条件で真空プレスを行い、130℃まで達したら昇温速度3℃/分で加熱しながら圧力30kg/cm2の条件で真空プレスを行い、200℃まで達したら温度を200℃に保ったまま圧力30kg/cm2、時間60分間の条件で真空プレスを行うことによって積層板を作製した。該積層板を、100mm角に切り出し、誘電率及び誘電正接の測定用試料とした。
上記のように、プリプレグ、両面銅張積層板(銅箔:12μm及び35μmの2種)、又は積層板を用い、銅箔剥離強度、誘電率、誘電正接、吸水率、及び吸水後のはんだ耐熱性を測定した。結果を以下の表1に示す。
Figure 2013194138
表1から分かるように、実施例1〜7においては、いずれも銅箔剥離強度が高く、耐吸水性が良好で、更にはんだ耐熱性にも優れるものであった。
一方、PPE粒子(A)の長径0.3μm〜3μmの割合が55%である比較例2では、得られたプリプレグは、樹脂の粉落ちしやすく、はんだ耐熱性が不合格であり、また、低分子量PPEとアリルグリシジルエーテルとの反応物を用いた比較例4では、分子量の大きいPPEを用いた実施例1〜7に比較して、吸水率と銅箔剥離強度はやや劣る程度であったが、誘電正接が大きく劣っていた。

Claims (13)

  1. ポリフェニレンエーテル(PPE)粒子を含む樹脂組成物と溶剤とを含む分散液であって、
    (1)該PPE粒子の全粒子数の60%以上は、長径0.3μm以上8μm以下の大きさであり、
    (2)該PPE粒子は、PPEを80質量%以上含有し、そして
    (3)該PPE粒子に含有されるPPEの数平均分子量は、8,000〜40,000である、
    を特徴とする前記分散液。
  2. 前記PPE粒子の最大長径は8μmである、請求項1に記載の分散液。
  3. 前記溶剤は、PPEの溶剤保持量が1500%以上となる溶剤(a)とPPEの溶剤保持量が300%以下となる溶剤(b)の混合物であり、その質量比(a):(b)=90:10〜99.9:0.1である、請求項1又は2に記載の分散液。
  4. 前記溶剤(a)が芳香族有機溶剤であり、且つ、前記溶剤(b)が極性溶剤である、請求項3に記載の分散液。
  5. 前記分散液がPPE粒子(A)以外に、溶剤に溶存しているPPE(B)を含み、前記PPE粒子(A)と溶存PPE(B)との質量比(A):(B)は、95:5〜30:70である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の分散液。
  6. 前記溶存PPE(B)の数平均分子量は、5,000〜40,000である、請求項5に記載の分散液。
  7. 前記樹脂組成物に含まれるPPE成分は、該樹脂組成物を基準として10質量%以上70質量%以下の量である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の分散液。
  8. 架橋型硬化性樹脂(C)及び開始剤(D)をさらに含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の分散液。
  9. 前記架橋型硬化性樹脂(C)が、分子内に2個以上のビニル基を持つモノマーである、請求項8に記載の分散液。
  10. 前記架橋型硬化性樹脂(C)が、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)である、請求項8に記載の分散液。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の分散液を含む樹脂ワニス。
  12. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の分散液を含むワニスを基材に塗布し、次いで該分散液が塗布された基材から溶剤を除去して得られるプリプレグ。
  13. 請求項12で得られたプリプレグを構成成分として作製されたプリント配線板。
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