JP2015168744A - 熱硬化性樹脂組成物及びそれを用いたプリプレグ、積層板、並びにプリント配線板 - Google Patents

熱硬化性樹脂組成物及びそれを用いたプリプレグ、積層板、並びにプリント配線板 Download PDF

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Abstract

【課題】難燃性を確保しつつ、ハロゲンフリーであり、耐熱性、低誘電率・低誘電正接及び銅箔接着強度において高いレベルでバランスがとれた、熱硬化性樹脂組成物、及びそれを用いたプリプレグ、プリント配線板用積層板、並びにプリント配線板を提供する。
【解決手段】(A)一般式(1)で示される構造を有し、平均粒径が0.5〜30μmである亜リン酸アルミニウム塩、(B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物、(C)硬化剤及び (D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を含有することを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
Figure 2015168744

【選択図】なし

Description

本発明は、ハロゲンフリーであり、銅箔接着強度が良好な熱硬化性樹脂組成物及びそれを用いたプリプレグ、プリント配線板用積層板、並びにプリント配線板に関する。
熱硬化性樹脂は、その特有な架橋構造が高い耐熱性や寸法安定性を発現するため、電子部品等の高い信頼性を要求される分野において広く使われているが、特に銅張積層板や層間絶縁材料においては、近年の高密度化への要求から、微細配線形成のための高い銅箔接着強度が必要とされる。また、ドリル又はレーザーにより穴あけ等の加工をする際の加工性も必要とされる。
近年では、大量のデータを高速で処理するために、コンピュータや情報機器端末等で、信号の高周波化が進んでいる。用いる周波数が高くなるにつれて、電気信号の伝送損失が大きくなる。そのため、銅張積層板や層間絶縁材料においては、低い比誘電率、また、低い誘電正接が要求されている。
近年、環境意識の高まりとともに、電子機器及び電子部品についても環境への配慮が不可欠となっている。電子部品をはじめとするプラスチック製品全般に用いられているハロゲン系難燃剤は、最も代表的な臭素系難燃剤であるデカブロモジフェニルオキサイドが焼却時に有毒な臭素化ジベンゾダイオキシンとフランを生成させることが報告されて以来、その安全性が疑われている。環境問題への配慮の点から、従来のハロゲンを含む臭素系難燃剤を使用しないハロゲンフリー製品の導入が進められている。
ハロゲン系化合物を含まずに難燃性を付与するには、通常、リン含有難燃剤と比較的多量の無機充填材を併用して添加する方法が使われている。ここに用いられる無機充填材としては、水酸化アルミニウムやシリカが選択されることが多い。また、同様に鉛を含まない鉛フリーはんだの導入も進んでおり、従来よりも高温で行われる鉛フリーはんだプロセスに対応するため、配線板材料には高耐熱性や低熱膨張が要求されている。
しかし、これらのリン系難燃剤や無機充填材を使用すると、銅箔接着強度が低下するという問題がある。そのため、ハロゲンフリーで高い耐熱性、低誘電率・低誘電正接と高い銅箔接着強度とを、高いレベルでバランスをとることは困難であった。特許文献1には、ハロゲンフリーで高い耐熱性、低誘電率・低誘電正接を有した樹脂組成物、及びそれを用いたプリプレグ、プリント配線板用積層板、並びにプリント配線板が開示されているが、銅箔接着強度という点では、不十分である。
特開2008−111096号公報
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、難燃性を確保しつつ、ハロゲンフリーであり、耐熱性、低誘電率・低誘電正接及び銅箔接着強度において高いレベルでバランスがとれた、熱硬化性樹脂組成物及びそれを用いたプリプレグ、プリント配線板用積層板、並びにプリント配線板を提供するものである。
すなわち、本発明は、以下の熱硬化性樹脂組成物、プリプレグ及びプリント配線板を提供するものである。
1.(A)下記式(1)で示される構造を有し、平均粒径が0.5〜30μmである亜リン酸アルミニウム塩、(B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物、(C)硬化剤及び(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を含有する熱硬化性樹脂組成物。
Figure 2015168744
2.(B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物が、(b−1)1分子中に少なくとも2個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物と、(b−2)下記一般式(2)に示す酸性置換基を有するアミン化合物を反応させて得られた不飽和マレイミド基を有する化合物である上記1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
Figure 2015168744
(式中、Rは各々独立し、水酸基、カルボキシ基及びスルホン酸基から選ばれる酸性置換基、Rは各々独立し、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を示し、xは1〜5の整数、yは0〜4の整数で、且つxとyの和は5である。)
3.(B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物が、下記一般式(3)又は一般式(4)で示される化合物を含む上記2に記載の熱硬化性樹脂組成物。
Figure 2015168744
(式中、R、R、x及びyは一般式(2)と同じものを示し、Rは各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を示す。)
Figure 2015168744
(式中、R、R、x及びyは一般式(2)と同じものを示し、R及びRは各々独立に水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を示し、Aはアルキレン基、アルキリデン基、エーテル基、スルフォニル基又は下記式(5)に示す基である。)
Figure 2015168744
4.(C)硬化剤が、ジシアンジアミドである上記1〜3いずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
5.上記1〜4のいずれかの熱硬化性樹脂組成物を、基材に含浸又は塗工し、加熱乾燥して得られるプリプレグ。
6.上記5に記載のプリプレグを用いてなる積層板。
7.上記6に記載の積層板を回路加工してなるプリント配線板。
本発明によれば、難燃性を確保しつつ、ハロゲンフリーであり、耐熱性、低誘電率・低誘電正接及び銅箔接着強度において高いレベルでバランスがとれた、熱硬化性樹脂組成物及びそれを用いたプリプレグ、プリント配線板用積層板、並びにプリント配線板を提供する
以下、本発明について詳細に説明する。
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、(A)下記式(1)に示す平均粒径が0.5〜30μmである亜リン酸アルミニウム塩、(B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物、(C)硬化剤及び(D)1分子中少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を含有するものである。
先ず、(A)成分の亜リン酸アルミニウム塩は、平均粒径が0.5〜30μmである粒子状難燃剤であり、商業的に太平化学産業株式会社から入手できる。この亜リン酸アルミニウム塩を必須成分とすることにより、優れた銅箔接着強度、難燃性、低誘電特性を付与することができる。平均粒径が0.5μm未満では粒子間距離が短くなるため粒子の凝集が発生しやすくなる。この凝集は、プリント配線板においては、絶縁不良等の原因となる。平均粒径30μm以上では、例えば厚さ30μmのガラスクロスを用いて厚さ50μmのプリプレグを作る場合、プリプレグ表面の平滑性が得られないことになり、やはり絶縁不良等の原因になりうる。
ここで、本明細書において、平均粒径は、レーザー回折法を用いて測定され、粒度径分布曲線から得られる体積分布において、体積積算が50%のときの粒子径に対応する。レーザー回折法を用いた粒度分布測定は、レーザー回折散乱粒度分布測定装置(例えば、Beckman Coulter社製、商品名:LS13320)を用いて行うことができる。
Figure 2015168744
(B)成分の分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物としては、1分子中に1個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物として、N−フェニルマレイミド及びN−ヒドロキシフェニルマレイミドが挙げられるが、1分子中に2個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物が好ましい。
1分子中に2個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物としては、例えば、ビス(4−マレイミドフェニル)メタン、ポリ(マレイミドフェニル)メタン、ビス(4−マレイミドフェニル)エーテル、ビス(4−マレイミドフェニル)スルホン、3,3−ジメチル−5,5−ジエチル−4,4−ジフェニルメタンビスマレイミド、4−メチル−1,3−フェニレンビスマレイミド、m−フェニレンビスマレイミド、2,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパンが挙げられ、これらの中で、反応率が高く、より高耐熱性化できるビス(4−マレイミドフェニル)メタン、m−フェニレンビスマレイミド及びビス(4−マレイミドフェニル)スルホンが好ましく、安価である点から、m−フェニレンビスマレイミド及びビス(4−マレイミドフェニル)メタンがより好ましく、溶剤への溶解性の点からビス(4−マレイミドフェニル)メタンが特に好ましい。
更に、(B)成分としては、(b−1)上記の如き1分子中に少なくとも2個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物と、(b−2)下記一般式(2)に示す酸性置換基を有するアミン化合物を有機溶媒中で反応させて製造された酸性置換基と不飽和マレイミド基を有する化合物が好適に用いられる。
Figure 2015168744
(式中、Rは各々独立に、水酸基、カルボキシ基及びスルホン酸基から選ばれる酸性置換基、Rは各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を示し、xは1〜5の整数、yは0〜4の整数で、且つxとyの和は5である。)
(b−2)一般式(2)に示すアミン化合物としては、例えば、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、o−アミノフェノール、p−アミノ安息香酸、m−アミノ安息香酸、o−アミノ安息香酸、o−アミノベンゼンスルホン酸、m−アミノベンゼンスルホン酸、p−アミノベンゼンスルホン酸、3,5−ジヒドロキシアニリン、3,5−ジカルボキシアニリン等が挙げられ、これらの中で、溶解性や合成の収率の点からm−アミノフェノール、p−アミノフェノール、p−アミノ安息香酸、m−アミノ安息香酸及び3,5−ジヒドロキシアニリンが好ましく、耐熱性の点からo−アミノフェノール、m−アミノフェノール及びp−アミノフェノールがより好ましく、誘電特性の点からp−アミノフェノールが特に好ましい。
(b−1)のマレイミド化合物と(b−2)のアミノ化合物の使用量比は、(b−1)のマレイミド化合物のマレイミド基当量と(b−2)のアミン化合物の−NH基換算の当量との当量比が次式:
1.0<(マレイミド基当量)/(−NH基換算の当量)≦10.0
に示す範囲であることが好ましく、該当量比が2.0〜10.0の範囲であることが更に好ましい。該当量比を上記範囲内とすることにより、溶剤への溶解性が不足したり、ゲル化を起こしたり、熱硬化性樹脂の耐熱性が低下することがない。
この反応で使用される有機溶媒は特に制限されないが、例えば、エタノール、プロパノール、ブタノ−ル、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等の窒素含有溶媒、ジメチルスルホキシド等の硫黄含有溶媒が挙げられ、1種又は2種以上を混合して使用できる。
これらの有機溶媒の中で、溶解性の点からシクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びメチルセロソルブが好ましく、低毒性である点からシクロヘキサノン及びプロピレングリコールモノメチルエーテルがより好ましく、揮発性が高くプリプレグの製造時に残溶媒として残りにくいプロピレングリコールモノメチルエーテルが特に好ましい。
有機溶媒の使用量は、(b−1)のマレイミド化合物と(b−2)のアミン化合物の総和100質量部当たり、10〜1000質量部とすることが好ましく、100〜500質量部とすることがより好ましく、200〜500質量部とすることが特に好ましい。
有機溶媒の使用量を10質量部以上とすることにより溶解性が十分となり、1000質量部以下とすることにより、反応時間が長すぎることがなくなる。
反応温度は50〜200℃であることが好ましく、100〜160℃であることがより好ましい。反応時間は0.1〜10時間であることが好ましく、1〜8時間であることがより好ましい。
この反応には、必要により任意に反応触媒を使用することができる。反応触媒は特に制限されないが、例えば、トリエチルアミン、ピリジン、トリブチルアミン等のアミン類、メチルイミダゾール、フェニルイミダゾール等のイミダゾール類、トリフェニルホスフィン等のリン系触媒が挙げられ、1種又は2種以上を混合して使用できる。
この反応により、例えば、(b−1)のマレイミド化合物としてビス(4−マレイミドフェニル)化合物を用い、(b−2)のアミン化合物と反応させることにより、下記一般式(3)又は一般式(4)に示す酸性置換基と不飽和マレイミド基を有する化合物が合成される。
Figure 2015168744
(式中、R、R、x及びyは一般式(2)と同じものを示し、Rは各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を示す。)
Figure 2015168744
(式中、R、R、x及びyは一般式(2)と同じものを示し、R及びRは各々独立に水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を示し、Aはアルキレン基、アルキリデン基、エーテル基、スルフォニル基又は下記式(5)に示す基である。)
Figure 2015168744
(C)成分の硬化剤は、下記の一般式(6)に示す6−置換グアナミン化合物又はジシアンジアミドであることが好ましい。一般式(6)に示す6−置換グアナミン化合物としては、例えば、ベンゾグアナミンと称される2,4−ジアミノ−6−フェニル−s−トリアジン、アセトグアナミンと称される2,4−ジアミノ−6−メチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−ビニル−s−トリアジンが挙げられ、これらの中で、反応率が高く、より高耐熱性化及び低誘電率化できるベンゾグアナミン及び2,4−ジアミノ−6−ビニル−s−トリアジンがより好ましく、安価であることや溶媒への溶解性の点からベンゾグアナミンが更に好ましい。また、ワニスの保存安定性に優れ、高耐熱性化及び低誘電率化でき、安価である点からジシアンジアミドも好ましい。一般式(6)に示す6−置換グアナミン化合物及びジシアンジアミドを併用しても構わない。
Figure 2015168744
(式中、R1はフェニル基、メチル基、ブチル基、アリル基、メトキシ基又はベンジルオキシ基を示す。)
(D)成分は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であれば特に限定されず、例えば、ビスフェノールA系、ビスフェノールF系、ビフェニル系、ノボラック系、多官能フェノール系、ナフタレン系、脂環式系及びアルコール系等のグリシジルエーテル、グリシジルアミン系並びにグリシジルエステル系が挙げられ、1種又は2種以上を混合して使用することができる。
これらの中で、誘電特性、耐熱性、耐湿性及び銅箔接着性の点からビスフェノールF型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン環含有エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂及びクレゾールノボラック型エポキシ樹脂が好ましく、誘電特性や高いガラス転移温度を有する点からジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂及びフェノールノボラック型エポキシ樹脂がより好ましく、耐湿耐熱性の点からクレゾールノボラック型エポキシ樹脂及びジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が更に好ましい。
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物中の(A)成分の含有量は、固形分換算の(B)〜(D)成分の質量の総和100質量部に対し、1〜99質量部とすることが好ましく、5〜70質量部とすることがより好ましく、5〜30質量部とすることが更に好ましい。(A)成分の含有量を1質量部以上とすることにより、難燃性が向上し、また98質量部以下とすることにより、耐熱性や接着性が低下することがない。
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物中の(B)〜(D)成分の含有量は、固形分換算の(B)〜(D)成分の質量の総和100質量部中の質量として、次のようにすることが好ましい。
(B)成分は1〜98.9質量部とすることが好ましく、20〜98.9質量部とすることがより好ましく、20〜90質量部とすることが更に好ましい。(B)成分の含有量を1質量部以上とすることにより、難燃性や接着性、誘電特性が向上し、また98.9質量以下とすることにより耐熱性が低下することがない。
(C)成分は0.1〜50質量部とすることが好ましく、0.5〜50質量部とすることがより好ましく、0.5〜30質量部とすることが更に好ましい。(C)成分の含有量を0.1質量部以上とすることにより、溶解性や誘電特性が向上し、また50質量部以下とすることにより、難燃性が低下することがない。
(D)成分は1〜80質量部とすることが好ましく、10〜70質量部とすることがより好ましく、20〜60質量部とすることが更に好ましい。(D)成分の含有量を1質量部以上とすることにより、耐熱性や難燃性、またプリプレグとして使用する際に成形性が向上し、また80質量部以下とすることにより、誘電特性が低下することがない。
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物には、(E)成分として、エポキシ樹脂の硬化剤や硬化促進剤を併用してもよい。エポキシ樹脂の硬化剤の例としては、無水マレイン酸、無水マレイン酸共重合体等の酸無水物、ジアミノジフェニルメタン等のアミン化合物、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化合物が挙げられる。また、エポキシ樹脂の硬化促進剤の例としては、イミダゾール類及びその誘導体、第三級アミン類及び第四級アンモニウム塩等が挙げられる。これらの中で、耐熱性が良好となる無水マレイン酸共重合体が好ましく、低誘電率化できることからスチレンやエチレン、プロピレン、イソブチレン等の炭素原子及び水素原子から構成される重合体モノマーと無水マレイン酸の共重合樹脂がより好ましく、溶剤への溶解性や配合される樹脂との相溶性の点から、スチレンと無水マレイン酸、又はイソブチレンと無水マレイン酸の共重合樹脂が更に好ましい。
(E)成分の含有量は、固形分換算の(B)〜(D)成分の質量の総和100質量部に対し、0〜50質量部とすることが好ましく、5〜40質量部とすることがより好ましく、5〜30質量部とすることが更に好ましい。(E)成分の含有量を50質量部以下とすることにより、成形性や接着性、難燃性が低下することがない。
本実施形態の熱硬化性樹脂には、(F)成分として、任意に無機充填材を含有させることができる。無機充填材の例としては、シリカ、マイカ、タルク、ガラスの短繊維又は微粉末及び中空ガラス、三酸化アンチモン、炭酸カルシウム、石英粉末、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムが挙げられ、これらの中で誘電特性、耐熱性、難燃性の点からシリカ、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウムが好ましく、安価であることからシリカ及び水酸化アルミニウムがより好ましい。
(F)成分の含有量は、固形分換算の(B)〜(D)成分の質量の総和100質量部に対し、0〜300質量部とすることが好ましく、20〜200質量部とすることがより好ましく、20〜150質量部とすることが更に好ましい。(F)成分の含有量を300質量部以下とすることにより、成形性や接着性が低下することがない。
更に、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物には、樹脂組成物として熱硬化性の性質を損なわない程度に、任意に公知の熱可塑性樹脂、エラストマー、難燃剤、有機充填材等を含有させることができる。
熱可塑性樹脂の例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、シリコン樹脂が挙げられる。
エラストマーの例としては、ポリブタジエン、ポリアクリロニトリル、エポキシ変性ポリブタジエン、無水マレイン酸変性ポリブタジエン、フェノール変性ポリブタジエン、カルボキシ変性ポリアクリロニトリルが挙げられる。
難燃剤の例としては、臭素や塩素を含有する含ハロゲン系難燃剤、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリスジクロロプロピルホスフェート、ホスファゼン、赤リン等のリン系難燃剤、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等の無機物の難燃剤が挙げられる。これらの難燃剤の中で、非ハロゲン難燃剤であるリン系難燃剤、無機物の難燃剤等が環境上から好ましい。また、リン系難燃剤と水酸化アルミニウム等の無機物の難燃剤を併用して用いることが、安価であり、難燃性、耐熱性等の他特性との両立の点から好ましい。
有機充填材の例としては、シリコーンパウダー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル等の有機物粉末が挙げられる。
また、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物において希釈溶剤として有機溶剤を任意に使用することができる。該有機溶剤は特に制限されないが、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、メチルセロソルブ等のアルコール系溶剤、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族系溶剤が挙げられ、1種又は2種以上を混合して使用できる。
更に、該熱硬化性樹脂組成物に対して任意に紫外線吸収剤、酸化防止剤、光重合開始剤、蛍光増白剤及び密着性向上剤等を含有させることも可能であり、特に制限されないが、例えば、ベンゾトリアゾール系等の紫外線吸収剤、ヒンダードフェノール系やスチレン化フェノール等の酸化防止剤、ベンゾフェノン類、ベンジルケタール類、チオキサントン系等の光重合開始剤、スチルベン誘導体等の蛍光増白剤、尿素シラン等の尿素化合物、シランカップリング剤等の密着性向上剤が挙げられる。
本実施形態のプリプレグは、上記本実施形態の熱硬化性樹脂組成物を、基材に含浸又は塗工した後、加熱乾燥してなるものである。すなわち、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物を、基材に含浸又は塗工した後、加熱乾燥し、半硬化(Bステージ化)させて本実施形態のプリプレグを製造する。以下、本実施形態のプリプレグについて詳述する。
本実施形態のプリプレグに用いられる基材には、各種の電気絶縁材料用積層板に用いられている周知のものが使用できる。その材質の例としては、Eガラス、Dガラス、Sガラス及びQガラス等の無機物の繊維、ポリイミド、ポリエステル及びポリテトラフルオロエチレン等の有機物の繊維並びにそれらの混合物が挙げられる。これらの基材は、例えば、織布、不織布、ロービンク、チョップドストランドマット及びサーフェシングマットの形状を有するが、材質及び形状は、目的とする成形物の用途や性能により選択され、必要により、単独又は2種類以上の材質及び形状を組み合わせることができる。
基材の厚さは、特に制限されないが、例えば、約0.03〜0.5mmのものを使用することができ、シランカップリング剤等で表面処理したもの又は機械的に開繊処理を施したものが、耐熱性や耐湿性、加工性の面から好適である。該基材に対する樹脂組成物の付着量が、乾燥後のプリプレグの樹脂含有率で、20〜90質量%となるように、基材に含浸又は塗工した後、通常、100〜200℃の温度で1〜30分加熱乾燥し、半硬化(Bステージ化)させて、本実施形態のプリプレグを得ることができる。
本実施形態の積層板は、上記本実施形態のプリプレグを積層成形して得られるものである。すなわち、本実施形態のプリプレグを、例えば、1〜20枚重ね、その片面又は両面に銅箔を配置した構成で積層成形したものである。成形条件は、例えば、電気絶縁材料用積層板及び多層板手法が適用でき、例えば、多段プレス、多段真空プレス、連続成形、オートクレーブ成形機を使用し、温度100〜250℃、圧力0.2〜10MPa、加熱時間0.1〜5時間の範囲で成形することができる。また、本実施形態のプリプレグと内層用配線板を組み合わせ、積層成形して、多層板を製造することもできる。
次に、下記の実施例により本発明を更に詳しく説明するが、これらの実施例は本発明を制限するものではない。
なお、以下の実施例で得られた銅張積層板は、以下の方法で性能を測定・評価した。
(1)銅箔接着強度(銅箔ピール強度)の評価
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより幅1cmの銅箔を形成して評価基板を作製し、引張り試験機を用いて銅箔接着強度(ピール強度)を測定した。
(2)ガラス転移温度(Tg)の測定
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより銅箔を取り除いた5mm×5mmの評価基板を作製し、TMA(熱機械分析)試験装置(デュポン社製、商品名:TMA2940)を用い、評価基板の熱膨張特性を観察することにより評価した。
(3)はんだ耐熱性の評価
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより銅箔を取り除いた5cm×5mmの評価基板を作製し、株式会社平山製作所製プレッシャー・クッカー試験装置を用いて、121℃、2atm(約203kPa)の条件で4時間までプレッシャー・クッカー処理を行った後、温度288℃のはんだ浴に、評価基板を20秒間浸漬した後、外観を観察することによりはんだ耐熱性を評価した。
(4)銅付き耐熱性(T−288)の評価
銅張積層板から5mm×5mmの評価基板を作製し、IPC TM650で定められた試験法に準じて、TMA試験装置(デュポン社製、商品名:TMA2940)を用い、288℃で評価基板の膨れが発生するまでの時間を測定することにより評価した。
(5)比誘電率及び誘電正接の測定
得られた銅張積層板を用いてネットワークアナライザ(ヒューレットパッカード社製、商品名:8722C)で、トリプレート構造直線線路共振器法により1〜10GHzにおける比誘電率及び誘電正接の測定を実施した。試験片サイズは厚さ0.8×縦200mm×横50mmで、1枚の銅張積層板の片面の中心にエッチングにより幅1.0mmの直線線路(ライン長さ200mm)を形成し、裏面は全面に銅を残しグランド層とした。もう1枚は片面を全面エッチングし、裏面はグランド層とした。ついで2枚の銅張積層板のグランド層を外側にして重ね合わせストリップ線路とした。測定は25℃で行った。
(6)難燃性の評価
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより銅箔を取り除いた評価基板から、長さ127mm、幅12.7mmに切り出した試験片を作製し、UL94の試験法(V法)に準じて評価した。
(7)エッチング後の基材外観の評価
銅張積層板を銅エッチング液に浸漬することにより銅箔を取り除いた50cm×50cmの評価基板を作製し、10倍の拡大鏡を用いて、ボイド(空隙)や異物、凝集物の有無等の評価を行った。
(製造例1:マレイミド化合物(B−1)の製造)
温度計、攪拌装置、還流冷却管付き水分定量器の付いた加熱及び冷却可能な容積2リットルの反応容器に、ビス(4−マレイミドフェニル)エーテル:1000g、p−アミノフェノール:80g及びN,N−ジメチルアセトアミド:850gを入れ[(マレイミド基当量)/(−NH基換算の当量)=4.0]、100℃で2時間反応させてマレイミド化合物(B−1)の溶液を得た。
(実施例1〜2、比較例1〜2)
(A)−1成分の亜リン酸アルミニウム塩(太平化学産業株式会社製、A−1:平均粒径0.5〜30μm)及び(A)−2成分のジエチルホスフィン酸のアルミニウム塩(A−2:平均粒径0.5〜3μm)、(B)成分のマレイミド化合物として、ビス(4−マレイミドフェニル)メタン(大和化成工業株式会社製)、2,2´−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン(大和化成工業株式会社製)、(C)成分の硬化剤として、ジシアンジアミド(関東化学株式会社製)、(D)成分のエポキシ樹脂として、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(D−1:DIC株式会社製、商品名N−695)及びジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(D−2:DIC株式会社製、商品名:HP−7200H)、(E)成分のエポキシ樹脂硬化剤として、スチレンと無水マレイン酸の共重合樹脂(E:サートマー社製、商品名:SMA−EF−40)、(F)成分の無機充填材として、オリゴマ処理溶融シリカ(F:株式会社アドマテックス製、商品名:SC2050−KC)、また、希釈溶剤にメチルエチルケトンを使用して表1に示す配合割合(質量部)で混合して樹脂分45質量%の均一なワニスを得た。
なお、(A)成分と併用でリン酸エステル(大八化学工業株式会社製、商品名:PX−200)を使用した。
作製したワニスを厚さ0.1mmのEガラスクロスに含浸後、160℃で5分間加熱、乾燥して樹脂分45質量%のプリプレグを得た。
このプリプレグを8枚重ね、厚さ18μmの電解銅箔を上下に配置し、圧力4.0MPa、温度185℃で60分間プレスを行って、銅張積層板を得た。このようにして得られた銅張積層板を用いて、銅箔接着強度を測定した結果を表2に示す。銅箔接着強度は強度が高いほど良好である。
Figure 2015168744
Figure 2015168744
表2から明らかなように、本発明の実施例では、亜リン酸アルミニウム塩を使用することで、比較例よりも銅箔接着強度が良好になった。
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、銅箔接着強度が向上し、耐熱性、難燃性、銅付き耐熱性、比誘電率及び誘電正接の全てにおいてバランスがとれており、本発明により、該熱硬化性樹脂組成物を用いて、従来のハロゲンフリー品に比べて銅箔接着強度が良好となったプリント配線板を提供することができる。

Claims (7)

  1. (A)下記式(1)で示される構造を有し、平均粒径が0.5〜30μmである亜リン酸アルミニウム塩、(B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物、(C)硬化剤及び(D)1分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を含有することを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
    Figure 2015168744
  2. (B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物が、(b−1)1分子中に少なくとも2個のN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物と、(b−2)下記一般式(2)に示す酸性置換基を有するアミン化合物を反応させて得られた不飽和マレイミド基を有する化合物である請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
    Figure 2015168744
    (式中、Rは各々独立に、水酸基、カルボキシ基及びスルホン酸基から選ばれる酸性置換基、Rは各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を示し、xは1〜5の整数、yは0〜4の整数で、且つxとyの和は5である。)
  3. (B)分子中にN−置換マレイミド基を有するマレイミド化合物が、下記一般式(3)又は一般式(4)で示される化合物を含む請求項1又は2に記載の熱硬化性樹脂組成物。
    Figure 2015168744
    (式中、R、R、x及びyは一般式(2)と同じものを示し、Rは各々独立に、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を示す。)
    Figure 2015168744
    (式中、R、R、x及びyは一般式(2)と同じものを示し、R及びRは各々独立に水素原子、炭素数1〜5の脂肪族炭化水素基を示し、Aはアルキレン基、アルキリデン基、エーテル基、スルフォニル基又は下記式(5)に示す基である。)
    Figure 2015168744
  4. (C)硬化剤が、ジシアンジアミドである請求項1〜3いずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
  5. 請求項1〜4いずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物を、基材に含浸又は塗工し、加熱乾燥して得られるプリプレグ。
  6. 請求項5に記載のプリプレグを用いてなる積層板。
  7. 請求項6に記載の積層板を回路加工してなるプリント配線板。
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