JP2020117607A - Epoxy resin composition and cured article thereof - Google Patents

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Abstract

To provide a non-halogen frame retardant epoxy resin composition excellent in 600 V or higher tracking resistance in a cured article and a circuit board, and exhibiting high thermal conductance.SOLUTION: The epoxy resin composition is provided that includes: an epoxy resin; a hardener; and a filler, wherein the epoxy resin includes a phosphorus-containing epoxy resin obtained by reaction between a novolac-type epoxy resin having a specific molecular weight distribution and a phosphorus compound represented by the following formula (1). In the formula (1), R, Rare each independently a C1-20 hydrocarbon group which may have a hetero element, may be linear, branched chain-like, or cyclic, and may be formed into a cyclic structure by bonding Rto R, and n1, n2 are each independently 0 or 1.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、プリント回路基板(PCB)に用いられる絶縁性樹脂組成物として、ノンハロゲン系難燃性を有した耐トラッキング性に優れる高熱伝導性の樹脂組成物、硬化物に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an insulating resin composition used for a printed circuit board (PCB), a resin composition having a non-halogen flame retardancy and a high thermal conductivity excellent in tracking resistance, and a cured product.

近年、殆どの電気製品においてはプリント回路基板(PCB)が使用されており、日用の家庭用電気製品から自動車、通信インフラ機器等の他用途において、その多機能化と高性能化が急速に進んでいる。それに伴ってPCB回路も高密度化され、更に使用電圧も高くなり回路基板の耐熱性や高い絶縁信頼性が一層求められるようになっている。特に電気製品を高温高湿下や開放雰囲気下といった過酷な環境で使用する場合は、基板の絶縁表面に埃、水分及び汚染物等が堆積しやすく、これによって漏電火花の発生から絶縁性を低下させながら回路の短絡による破壊、更には燃焼を招くといった安全上の問題が発生している。各種機器の高機能化に伴う回路基板の小型軽量化を背景に、回路基板の配線はますます狭ピッチ化の傾向にあり、回路間の絶縁性向上が求められている。そのため、回路基板材料の耐トラッキング性(CTI)の向上は回路基板の設計上において極めて重要な設計となりつつある。 In recent years, printed circuit boards (PCBs) have been used in most electrical products, and their multifunction and high performance are rapidly increasing in other applications such as daily home electrical products, automobiles, and communication infrastructure equipment. It is progressing. Along with this, the density of the PCB circuit has also been increased, and the operating voltage has also increased, so that heat resistance and high insulation reliability of the circuit board are being further demanded. In particular, when electrical products are used in harsh environments such as high temperature and high humidity or in open atmosphere, dust, moisture, and contaminants tend to accumulate on the insulating surface of the board, which causes electrical sparks to reduce the insulation. While doing so, there is a safety problem such as destruction due to short circuit of the circuit and further combustion. With the miniaturization and weight reduction of circuit boards accompanying the high functionality of various devices, the pitch of circuit board wiring is becoming increasingly narrower, and there is a demand for improved insulation between circuits. Therefore, improvement of the tracking resistance (CTI) of the circuit board material is becoming an extremely important design in designing the circuit board.

一方、回路の高密度化と使用電圧の上昇により、基板に対する熱への対策も重要となりつつある。当然ながら基板に使用する絶縁材料自体にも高耐熱性が求められ、その一つの指標として硬化物のガラス転移温度(Tg)がある。最近では回路の高密度化が進み信頼性の確保として、ガラス・エポキシ(FR−4)基板以上の耐熱性付与が汎用化しつつあり、また別の熱対策としては電子部品が発した熱の蓄積を防ぐために、熱を積極的に放出する方策も取られ、金属基板との接合による熱発散対策等が行われている。その際は絶縁材料自体においても熱伝導性の優れる無機充填材(フィラー)を組成物中に取り込むことで熱の発散を補う対策が施されている。 On the other hand, due to the higher density of circuits and the increase in operating voltage, it is becoming important to take measures against heat from the substrate. Of course, the insulating material itself used for the substrate is also required to have high heat resistance, and one of the indicators is the glass transition temperature (Tg) of the cured product. In recent years, circuit density has been increasing, and in order to ensure reliability, it has become more common to apply heat resistance higher than that of glass/epoxy (FR-4) substrates, and another measure against heat is accumulation of heat generated by electronic components. In order to prevent the above, measures to positively release heat have been taken, and measures to dissipate heat by joining with a metal substrate have been taken. In that case, even in the insulating material itself, measures are taken to compensate for heat dissipation by incorporating an inorganic filler (filler) having excellent thermal conductivity into the composition.

また、この様な回路基板においては耐熱性及び難燃性が付与されており、難燃性はV−0規格を満たす事が既に当たり前の品質となっている。ここでの難燃性は環境問題を考慮して、燃焼時に有害性ガスを発生する可能性のある臭素系難燃剤を用いないノンハロゲン難燃剤を用いることが一般に行われている。 Further, such a circuit board is endowed with heat resistance and flame retardancy, and it has already become a matter of course that the flame retardance satisfies the V-0 standard. In consideration of environmental issues, flame retardance here is generally performed by using a non-halogen flame retardant that does not use a brominated flame retardant that may generate a harmful gas during combustion.

回路基板の難燃性を得るために、多くの基板ではリン含有エポキシ樹脂が使用されているが、これら一般的にノンハロ基板と呼ばれるリン難燃メカニズムは、ポリリン酸被膜による不燃性炭化層を形成する方法であるため、基板の耐トラッキング性は225V程度に留まる。このリンによる難燃性を補う手法としては無機フィラーを用いる方法が提案されている。ここでの無機フィラーとしては水和性の水酸化アルミが一般的であるが、熱分解温度が低く硬化物の耐熱性を大きく下げてしまう。特許文献1には硬化剤であるジシアンジアミドを、芳香族アミンと併用する方法や、無機充填材にベーマイトや硫酸バリウムを用いる方法によってはんだ耐熱性を保持しつつ難燃性を得る方法が公開されている。しかしながら、基板製造過程におけるプリプレグを製造する上でワニスの粘度的にも使用可能な無機充填材の量には限りがある。一方、熱伝導を保持する場合は別途に高熱伝導性の無機充填材も多く併用する必要があるため、これら特性を同時に満足させられる組成物の提供は非常に困難であった。 Many boards use phosphorus-containing epoxy resin to obtain flame retardancy of circuit boards. However, the phosphorus flame-retardant mechanism, which is generally called non-halo substrate, forms a non-combustible carbon layer by polyphosphoric acid coating. However, the tracking resistance of the substrate remains at about 225V. A method using an inorganic filler has been proposed as a method for supplementing the flame retardancy of phosphorus. As the inorganic filler here, hydratable aluminum hydroxide is generally used, but the thermal decomposition temperature is low and the heat resistance of the cured product is greatly reduced. Patent Document 1 discloses a method in which dicyandiamide, which is a curing agent, is used in combination with an aromatic amine, and a method in which boehmite or barium sulfate is used as an inorganic filler to obtain flame retardancy while maintaining solder heat resistance. There is. However, the amount of the inorganic filler that can be used is limited in terms of the viscosity of the varnish in the production of the prepreg in the substrate production process. On the other hand, in order to maintain heat conduction, it is necessary to use a large amount of an inorganic filler having a high heat conductivity separately, so that it is very difficult to provide a composition that can satisfy these characteristics at the same time.

また、特許文献2には回路基板への熱伝導性の付与を目的にノンハロゲン難燃系の樹脂組成物においてアルミナや酸化マグネシウム、窒化アルミ、窒化ホウ素等といった高熱伝導性フィラーを5〜85%含有させる方法が公開されている。但し実施例に記されている組成物全体に対する高熱伝導性フィラーの量は65〜80%と非常に多く、リン含有率を減らして耐トラッキング性を改善させると引き換えに、難燃性付与目的の充填材を新たに増やす余地すら残されていなかった。 Further, in Patent Document 2, a non-halogen flame-retardant resin composition contains 5 to 85% of a high thermal conductive filler such as alumina, magnesium oxide, aluminum nitride, or boron nitride for the purpose of imparting thermal conductivity to a circuit board. The method of making it public is open. However, the amount of the high thermal conductive filler with respect to the entire composition described in the examples is as large as 65 to 80%, and in exchange for reducing the phosphorus content to improve the tracking resistance, the purpose of imparting flame retardancy is There was no room for new fillers.

特開2016−3335号公報JP, 2016-3335, A 特開2010−155981号公報JP, 2010-155981, A

本発明が解決しようとする課題は、ノンハロゲン難燃性のエポキシ樹脂組成物の硬化物又は回路基板において、600V以上の耐トラッキング性に優れた高熱伝導性を発現するエポキシ樹脂組成物を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide an epoxy resin composition which exhibits high thermal conductivity excellent in tracking resistance of 600 V or more in a cured product of a halogen-free flame-retardant epoxy resin composition or a circuit board. It is in.

前記課題を解決するために、本発明者らは配合するリン含有エポキシ樹脂における合成原料についても鋭意研究し、特定の分子量分布をもつノボラック型エポキシ樹脂にリン化合物の活性水素原子を直接反応結合させたリン含有エポキシ樹脂が難燃性に優位であることを見出し、それにより耐熱性と熱伝導性の双方を持ち合わせた耐トラッキング性の優れた回路基板を提供することができる組成物を完成させた。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have diligently studied synthetic raw materials in a phosphorus-containing epoxy resin to be blended, and directly reacting and bonding an active hydrogen atom of a phosphorus compound with a novolac type epoxy resin having a specific molecular weight distribution. We have found that phosphorus-containing epoxy resin has superior flame retardancy, and completed a composition that can provide a circuit board that has both heat resistance and thermal conductivity and excellent tracking resistance. ..

すなわち、本発明は、エポキシ樹脂、硬化剤、フィラーを含むエポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定において2核体含有率が15面積%以下であり、3核体含有率が15〜60面積%であり、数平均分子量が350〜700である分子量分布を持つノボラック型エポキシ樹脂と、下記式(1)で表されるリン化合物とを反応させて得られたリン含有エポキシ樹脂を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物である。 That is, the present invention is an epoxy resin composition containing an epoxy resin, a curing agent, and a filler, wherein the epoxy resin has a binuclear content of 15 area% or less in gel permeation chromatography (GPC) measurement. Obtained by reacting a novolac type epoxy resin having a trinuclear content of 15 to 60 area% and a number average molecular weight of 350 to 700 with a molecular weight distribution with a phosphorus compound represented by the following formula (1). An epoxy resin composition comprising the phosphorus-containing epoxy resin.

Figure 2020117607

式(1)において、R、Rはそれぞれ独立に、ヘテロ元素を有してもよい炭素数1〜20の炭化水素基を示し、直鎖状、分岐鎖状、環状であってもよく、またRとRが結合して環状構造を形成してもよい。n1、n2はそれぞれ独立に、0又は1である。
Figure 2020117607

In the formula (1), R 1 and R 2 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a hetero element, and may be linear, branched or cyclic. Alternatively, R 1 and R 2 may combine to form a cyclic structure. n1 and n2 are 0 or 1 each independently.

GPC測定条件は以下の通りである。
東ソー株式会社製カラム(TSKgelG4000HXL、TSKgelG3000HXL、TSKgelG2000HXL)を直列に備えたものを使用し、カラム温度は40℃にした。また、溶離液にはテトラヒドロフランを用い、1mL/minの流速とし、検出器はRI(示差屈折計)検出器を用いた。試料0.1gを10mLのテトラヒドロフランに溶解して測定試料とした。得られたクロマトグラムにより2核体含有率及び3核体含有率を算出し、標準ポリスチレンによる検量線により数平均分子量を求めた。
The GPC measurement conditions are as follows.
Tosoh Corporation columns (TSKgelG4000H XL , TSKgelG3000H XL , TSKgelG2000H XL ) were used in series, and the column temperature was 40°C. Further, tetrahydrofuran was used as the eluent, the flow rate was 1 mL/min, and the detector was an RI (differential refractometer) detector. 0.1 g of the sample was dissolved in 10 mL of tetrahydrofuran to give a measurement sample. The binuclear body content rate and the trinuclear body content rate were calculated from the obtained chromatogram, and the number average molecular weight was determined from a calibration curve based on standard polystyrene.

前記リン含有エポキシ樹脂のリン含有率は、0.8〜5.5質量%が好ましく、前記エポキシ樹脂組成物のリン含有率は、無機成分を除く樹脂分として、0.3〜4.0質量%が好ましい。 The phosphorus content of the phosphorus-containing epoxy resin is preferably 0.8 to 5.5 mass%, and the phosphorus content of the epoxy resin composition is 0.3 to 4.0 mass as the resin component excluding the inorganic component. % Is preferred.

前記エポキシ樹脂は、エポキシ当量が100〜300g/eq.のリン不含有エポキシ樹脂を含むことが好ましい。 The epoxy resin has an epoxy equivalent of 100 to 300 g/eq. It is preferable to include the phosphorus-free epoxy resin.

前記エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに対して、前記硬化剤の活性水素基が0.3〜2.0モルであることが好ましい。 The active hydrogen group of the curing agent is preferably 0.3 to 2.0 mol with respect to 1 mol of the epoxy group of the epoxy resin.

前記フィラーの配合量は、前記エポキシ樹脂100質量部に対して、50〜400質量部であることが好ましい。 The blending amount of the filler is preferably 50 to 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin.

前記フィラーは、熱伝導率が20W/m・K未満である汎用フィラー及び熱伝導率が20W/m・K以上である高熱伝導性フィラーであることが好ましく、汎用フィラーと高熱伝導性フィラーの比率は、15/85〜30/70(質量比)であることが好ましい。 The filler is preferably a general-purpose filler having a thermal conductivity of less than 20 W/m·K and a high thermal-conductivity filler having a thermal conductivity of 20 W/m·K or more, and a ratio of the general-purpose filler and the high-thermal conductivity filler. Is preferably 15/85 to 30/70 (mass ratio).

前記汎用フィラーは、シリカ、酸化チタン、水酸化アルミ、水酸化マグネシウム、又は炭酸カルシウムが好ましく、前記高熱伝導性フィラーは、金属窒化物、金属酸化物、炭化物、コランダム、又はアルミニウム粉体が好ましい。 The general-purpose filler is preferably silica, titanium oxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, or calcium carbonate, and the high thermal conductivity filler is preferably metal nitride, metal oxide, carbide, corundum, or aluminum powder.

前記エポキシ樹脂組成物は、前記エポキシ樹脂100質量部に対して、更にカップリング剤を0.1〜3質量部含むことが好ましい。 The epoxy resin composition preferably further contains a coupling agent in an amount of 0.1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin.

また、本発明は、前記エポキシ樹脂組成物を硬化してなる硬化物であり、前記エポキシ樹脂組成物を用いたプリプレグ、接着シート、及び積層板である。 Further, the present invention is a cured product obtained by curing the epoxy resin composition, which is a prepreg, an adhesive sheet, and a laminated plate using the epoxy resin composition.

本発明のエポキシ樹脂組成物樹脂組成物は耐熱性と難燃性に優れているだけでなく、ハロゲン系難燃剤を使用していないので、燃焼時に有害又は腐食性ガスを発生することのない環境に優しい材料でもある。更に使用するエポキシ樹脂が、従来のエポキシ樹脂と比べて分子量制御によって耐熱性と難燃性を悪化させる2核体成分量を低減させているため、リン含有率自体も低減することができ、これにより耐トラッキング性も改善される。また併用する難燃助剤である汎用フィラー類の使用量も低減でき、これによって高熱伝導性のフィラーの配合比率を高めることができる。
このエポキシ樹脂組成物をガラスクロスに含浸加工することによって、高熱伝導性プリプレグとして、あるいはコーティング加工によって高熱伝導コーティングとして形成して、その後プリント基板(PCB)上の絶縁層として使用することで、PCBが発生した熱を従来よりも急速に放散させる熱伝導性を付与することができるため、PCB上の電子部品の耐用性や安定性を一層高めることができる。
Epoxy resin composition of the present invention resin composition is not only excellent in heat resistance and flame retardancy, but since it does not use a halogen-based flame retardant, environment that does not generate harmful or corrosive gas during combustion It is also a friendly material. Furthermore, since the epoxy resin used reduces the amount of the binuclear component that deteriorates heat resistance and flame retardancy by controlling the molecular weight compared to conventional epoxy resins, the phosphorus content itself can also be reduced. Therefore, tracking resistance is also improved. In addition, the amount of general-purpose fillers used as flame retardant aids to be used together can be reduced, and thus the blending ratio of the filler having high thermal conductivity can be increased.
A glass cloth is impregnated with this epoxy resin composition to form a high heat conductive prepreg or a high heat conductive coating by a coating process, and then used as an insulating layer on a printed circuit board (PCB). Since it is possible to provide the thermal conductivity that dissipates the generated heat more rapidly than in the past, it is possible to further improve the durability and stability of the electronic component on the PCB.

合成例2で得られたノボラック型エポキシ樹脂のGPCチャートである。3 is a GPC chart of a novolac type epoxy resin obtained in Synthesis Example 2.

以下、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.

本発明のエポキシ樹脂組成物に使用するリン含有エポキシ樹脂は原料由来により特定の分子量分布を有する。リン含有エポキシ樹脂の原料に使用するノボラック型エポキシ樹脂は、GPC測定において、2核体含有率が15面積%以下であり、5〜12面積%が好ましい。少量の2核体を含有することで、接着力等の物性が向上する。また、3核体含有率は15〜60面積%であり、20〜60面積%が好ましく、30〜58面積%がより好ましく、35〜55面積%が更に好ましい。
数平均分子量は350〜700であり、380〜600が好ましい。数平均分子量が700を超える場合は、得られるリン含有エポキシ樹脂の粘度が高くなり、作業性や基材含浸性に悪影響を及ぼす恐れがある。
The phosphorus-containing epoxy resin used in the epoxy resin composition of the present invention has a specific molecular weight distribution depending on the origin. The novolac type epoxy resin used as a raw material of the phosphorus-containing epoxy resin has a binuclear body content of 15 area% or less in GPC measurement, preferably 5 to 12 area %. By containing a small amount of binuclear body, physical properties such as adhesive strength are improved. Further, the trinuclear body content is 15 to 60 area %, preferably 20 to 60 area %, more preferably 30 to 58 area %, further preferably 35 to 55 area %.
The number average molecular weight is 350 to 700, preferably 380 to 600. When the number average molecular weight exceeds 700, the viscosity of the obtained phosphorus-containing epoxy resin becomes high, which may adversely affect workability and substrate impregnation property.

GPC測定における2核体含有率が15面積%を超えると、エポキシ樹脂組成物としての難燃性が不十分となり、難燃性を発現するにはエポキシ樹脂組成物中のリン含有率を高める必要がある。しかし、リン含有率を高めると、600V以上の十分な耐トラッキング性が得られない恐れがある。また、エポキシ当量も高くなるため十分な耐熱性も得られない恐れがある。 When the binuclear content in GPC measurement exceeds 15% by area, the flame retardancy of the epoxy resin composition becomes insufficient, and it is necessary to increase the phosphorus content in the epoxy resin composition in order to develop the flame retardancy. There is. However, if the phosphorus content is increased, there is a possibility that sufficient tracking resistance of 600 V or more cannot be obtained. Further, since the epoxy equivalent becomes high, sufficient heat resistance may not be obtained.

GPC測定における2核体含有率が15面積%以下でも、3核体含有率が15面積%未満となると、4核体以上の成分が増えるためフィラーを含む組成物としての粘度が著しく高くなり、積層板を作成する上での作業性の著しい悪化やガラスクロスへの含浸性不良による歩留まり悪化が多発する。また3核体含有率が60面積%を超えると、4核体以上の成分が減るため硬化物の架橋密度は低下して耐熱性が悪化する恐れがある。 Even if the binuclear content in the GPC measurement is 15 area% or less, if the trinuclear content is less than 15 area%, the viscosity of the composition containing the filler is significantly increased because the components of the tetranuclear or more are increased, The workability in producing a laminated plate is remarkably deteriorated, and the yield is often deteriorated due to poor impregnation into a glass cloth. When the trinuclear body content exceeds 60% by area, the components of tetranuclear bodies or more are reduced, so that the crosslink density of the cured product may be lowered and the heat resistance may be deteriorated.

また、5核体以上の含有率は45面積%以下が好ましく、40面積%以下がより好ましい。5核体以上の含有率が45面積%以下ならばより接着力の高い硬化物を得ることができる。 The content of the pentanuclear compound or more is preferably 45 area% or less, more preferably 40 area% or less. When the content of the pentanuclear compound is 45 area% or less, a cured product having higher adhesive strength can be obtained.

前記リン含有エポキシ樹脂は、このような分子量分布を持つノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ基に、前記式(1)で表されるリン化合物が付加反応により結合させて得られたものである。このようにして得られたリン含有エポキシ樹脂の難燃性が改善する理由については、得られる硬化物の弾性率が低くなることにより、燃焼時に生成するチャーがより強固となり、より高い断熱効果をもたらすためと考えられるが、検証はされていない。なお、このリン含有エポキシ樹脂を「本発明のリン含有エポキシ樹脂」と称することがある。
所望のトラッキング特性と十分な難燃性を得るためには、特定の分子量分布を有し、リン含有率が0.8〜5.5質量%である前記リン含有エポキシ樹脂を使用し、そのリン含有エポキシ樹脂に硬化剤及びフィラー等を配合してなるエポキシ樹脂組成物のリン含有率は、フィラーを除く固形分として、0.3〜4.0質量%が好ましく、0.4〜3.0質量%がより好ましく、0.5〜2.5質量%が特に好ましい。
The phosphorus-containing epoxy resin is obtained by binding the phosphorus compound represented by the formula (1) to the epoxy group of the novolac type epoxy resin having such a molecular weight distribution by an addition reaction. The reason why the flame retardancy of the phosphorus-containing epoxy resin obtained in this way is improved is that the elastic modulus of the obtained cured product becomes low, the char generated during combustion becomes stronger, and a higher heat insulating effect is obtained. It is supposed to bring it, but it has not been verified. The phosphorus-containing epoxy resin may be referred to as "the phosphorus-containing epoxy resin of the present invention".
In order to obtain desired tracking characteristics and sufficient flame retardancy, the phosphorus-containing epoxy resin having a specific molecular weight distribution and a phosphorus content of 0.8 to 5.5 mass% is used, and The phosphorus content of the epoxy resin composition obtained by mixing a curing agent, a filler and the like in the contained epoxy resin is preferably 0.3 to 4.0% by mass as the solid content excluding the filler, and 0.4 to 3.0. Mass% is more preferable, and 0.5 to 2.5 mass% is particularly preferable.

特定の分子量分布を持つノボラック型エポキシ樹脂は、特定の分子量分布を有するノボラック樹脂とエピハロヒドリンとを反応して得られる。ノボラック樹脂は、フェノール類とアルデヒド類の反応生成物である。ノボラック樹脂を得るために使用されるフェノール類としては、フェノール、クレゾール、エチルフェノール、ブチルフェノール、スチレン化フェノール、クミルフェノール、ナフトール、カテコール、レゾルシノール、ナフタレンジオール、ビスフェノールA等が挙げられ、アルデヒド類としては、ホルマリン、ホルムアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等が挙げられる。また、アルデヒド類の代わりにキシリレンジメタノール、キシリレンジクロライド、ビスクロロメチルナフタレン、ビスクロロメチルビフェニル等を用いたアラルキルフェノール樹脂も、本発明のノボラック型エポキシ樹脂原料のノボラック樹脂として使用できる。 The novolak type epoxy resin having a specific molecular weight distribution is obtained by reacting a novolac resin having a specific molecular weight distribution with epihalohydrin. Novolac resins are reaction products of phenols and aldehydes. Examples of phenols used to obtain the novolac resin include phenol, cresol, ethylphenol, butylphenol, styrenated phenol, cumylphenol, naphthol, catechol, resorcinol, naphthalenediol, and bisphenol A. Include formalin, formaldehyde, hydroxybenzaldehyde, salicylaldehyde and the like. Further, an aralkylphenol resin using xylylene dimethanol, xylylene dichloride, bischloromethylnaphthalene, bischloromethyl biphenyl or the like instead of aldehydes can also be used as the novolac resin of the novolac type epoxy resin raw material of the present invention.

特定の分子量分布を持つエポキシ樹脂を得るには、フェノール類とアルデヒド類のモル比を調整することと、得られたノボラック樹脂から低分子量成分を除去する方法によって得られるノボラック樹脂をエポキシ化することで得られる。また、特開2002−194041号公報や特開2007−126683号公報に記載されている製造方法により得られるノボラック樹脂をエポキシ化してもよい。 In order to obtain an epoxy resin having a specific molecular weight distribution, adjusting the molar ratio of phenols and aldehydes and epoxidizing the novolak resin obtained by the method of removing low molecular weight components from the resulting novolak resin Can be obtained at. Moreover, you may epoxidize the novolak resin obtained by the manufacturing method described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-194041 and 2007-126683.

フェノール類とアルデヒド類のモル比は、アルデヒド類1モルに対するフェノール類のモル比(フェノール類/アルデヒド類)で示され、1以上の比率で製造される。好ましくは3.0〜6.0である。モル比が大きい場合は2核体、3核体が多く生成され、モル比が小さい場合は高分子量体が多く生成し、2核体、3核体は少なくなる。 The molar ratio of phenols to aldehydes is indicated by the molar ratio of phenols to 1 mol of aldehydes (phenols/aldehydes), and is produced at a ratio of 1 or more. It is preferably 3.0 to 6.0. When the molar ratio is large, a large amount of binuclear and trinuclear bodies are produced, and when the molar ratio is small, a large amount of high molecular weight bodies are formed and the amount of dinuclear and trinuclear bodies is small.

前記ノボラック樹脂は下記式(2)で表される。本明細書において、2核体とは式(2)のkが0の場合であり、3核体とはkが1の場合である。つまり、n核体とは式(2)のkがn−2の構造体、換言すればn=k+2の構造体を意味する。 The novolac resin is represented by the following formula (2). In the present specification, a binuclear body is a case where k in the formula (2) is 0, and a trinuclear body is a case where k is 1. That is, the n-nuclear body means a structure in which k in the formula (2) is n−2, in other words, a structure in which n=k+2.

Figure 2020117607

式(2)において、Aはそれぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、ビスフェノール構造等の芳香族環基であり、これらの芳香族環基は置換基を有してもよい。Xは2価の結合基であり、アルデヒド類やキシリレンジクロライド等の縮合剤の残基である。mは1又は2である。kは繰返し数であって、0以上の数を示し、その平均値は0.5〜5である。
Figure 2020117607

In the formula (2), each A independently represents an aromatic ring group such as a benzene ring, a naphthalene ring, and a bisphenol structure, and these aromatic ring groups may have a substituent. X is a divalent linking group, which is a residue of a condensing agent such as aldehydes and xylylene dichloride. m is 1 or 2. k is the number of repetitions and indicates a number of 0 or more, and the average value thereof is 0.5 to 5.

特定の分子量分布を持つノボラック樹脂を得るには、得られたノボラック樹脂類から2核体を各種溶媒の溶解性差を利用して除去する方法や、アルカリ水溶液に2核体を溶解して除去する方法等によって得ることができる。また、その他の公知の分離方法によってもよい。 In order to obtain a novolak resin having a specific molecular weight distribution, a method for removing the binuclear body from the resulting novolak resin by utilizing the solubility difference of various solvents, or a method for dissolving the binuclear body in an alkaline aqueous solution to remove it It can be obtained by a method or the like. Alternatively, any other known separation method may be used.

このようにして得られた分子量を制御したノボラック樹脂に公知のエポキシ化の手法を用いて特定の分子量分布を持つノボラック型エポキシ樹脂を得ることができる。また、市販のノボラック型エポキシ樹脂から2核体成分を各種方法により除去することによっても特定の分子量分布を持つノボラック型エポキシ樹脂を得ることができる。 A novolak type epoxy resin having a specific molecular weight distribution can be obtained by using a known epoxidation method for the thus-obtained molecular weight-controlled novolak resin. Further, a novolac type epoxy resin having a specific molecular weight distribution can be obtained by removing the binuclear component from a commercially available novolac type epoxy resin by various methods.

このようにして得られたノボラック型エポキシ樹脂は下記式(3)で表される。本明細書において、2核体とは式(3)のiが0の場合であり、3核体とはiが1の場合である。つまり、n核体とは式(3)のiがn−2の構造体、換言すればn=i+2の構造体を意味する。 The novolac type epoxy resin thus obtained is represented by the following formula (3). In the present specification, a binuclear body is a case where i in the formula (3) is 0, and a trinuclear body is a case where i is 1. That is, the n-nuclear body means a structure in which i in the formula (3) is n−2, in other words, a structure in which n=i+2.

Figure 2020117607

式(3)において、A、X、及びmは前記式(2)のA、X、及びmとそれぞれ同義である。Gは下記式(4)で表されるグリシジルオキシ基である。iは繰返し数であって、0以上の数を示し、その平均値は0.5〜5である。
Figure 2020117607

In the formula (3), A, X, and m have the same meanings as A, X, and m in the formula (2). G is a glycidyloxy group represented by the following formula (4). i is the number of repetitions and indicates a number of 0 or more, and the average value thereof is 0.5 to 5.

Figure 2020117607
Figure 2020117607

前記式(1)で表されるリン化合物としては、例えば、ジメチルホスフィン、ジエチルホスフィン、ジフェニルホスフィン、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド(例えば、HCA(三光株式会社製)等)、ジメチルホスフィンオキサイド、ジエチルホスフィンオキサイド、ジブチルホスフィンオキサイド、ジフェニルホスフィンオキサイド、1,4−シクロオクチレンホスフィンオキサイド、1,5−シクロオクチレンホスフィンオキサイド(例えば、CPHO(日本化学工業株式会社製)等)等が挙げられる。これらのリン化合物は単独で使用しても2種類以上混合して使用してもよい。 Examples of the phosphorus compound represented by the formula (1) include dimethylphosphine, diethylphosphine, diphenylphosphine, 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (for example, HCA (Sanko). Etc.), dimethylphosphine oxide, diethylphosphine oxide, dibutylphosphine oxide, diphenylphosphine oxide, 1,4-cyclooctylenephosphine oxide, 1,5-cyclooctylenephosphine oxide (for example, CPHO (Nippon Kagaku Kogyo) Etc.) and the like. These phosphorus compounds may be used alone or in combination of two or more.

前記式(1)で表されるリン化合物は、下記反応式のように、エポキシ樹脂のエポキシ基と付加反応によりエポキシ樹脂と結合する。リン化合物の配合量は、求めるリン含有エポキシ樹脂のリン含有率によって計算で求めることができる。式(1)で表されるリン化合物は、エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに対して、リン化合物の活性基が0.04〜0.5モルの範囲となるように配合することが好ましい。リン化合物のP−H結合が活性水素基であり、エポキシ基と反応して、P−CH−CH(OH)−・・・となる。 The phosphorus compound represented by the formula (1) is bonded to the epoxy resin by an addition reaction with the epoxy group of the epoxy resin as shown in the following reaction formula. The blending amount of the phosphorus compound can be calculated by the phosphorus content of the required phosphorus-containing epoxy resin. The phosphorus compound represented by the formula (1) is preferably blended so that the active group of the phosphorus compound is in the range of 0.04 to 0.5 mol with respect to 1 mol of the epoxy group of the epoxy resin. The P—H bond of the phosphorus compound is an active hydrogen group and reacts with the epoxy group to form P—CH 2 —CH(OH)—.

Figure 2020117607
Figure 2020117607

このような反応により得られたリン含有エポキシ樹脂は下記式(5)で表される。反応生成物は、式(5)で表されるリン含有エポキシ樹脂であるが、通常、式(3)で表される未反応の原料ノボラック型エポキシ樹脂も残存するので、これらの混合物として得られる。なお、混合物から原料ノボラック型エポキシ樹脂を除去して、式(5)で表されるリン含有エポキシ樹脂を単離して使用してもよい。また、単離したリン含有エポキシ樹脂を原料ノボラック型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂と併用してもよい。 The phosphorus-containing epoxy resin obtained by such a reaction is represented by the following formula (5). The reaction product is the phosphorus-containing epoxy resin represented by the formula (5), but usually the unreacted raw material novolac type epoxy resin represented by the formula (3) also remains, so that it is obtained as a mixture thereof. .. The raw material novolac type epoxy resin may be removed from the mixture, and the phosphorus-containing epoxy resin represented by the formula (5) may be isolated and used. Further, the isolated phosphorus-containing epoxy resin may be used in combination with an epoxy resin other than the raw material novolac type epoxy resin.

Figure 2020117607

式(5)において、A、X、m、及びiは前記式(2)、(3)のA、X、m、及びiとそれぞれ同義である。Zはそれぞれ独立に下記式(6)で表されるリン含有基又はグリシジルオキシ基であるが、全部のZがいずれか一方の基であることはなく、下記式(6)で表されるリン含有基とグリシジルオキシ基とをそれぞれ少なくとも一つは含む。
Figure 2020117607

In the formula (5), A, X, m, and i have the same meanings as A, X, m, and i in the formulas (2) and (3), respectively. Each Z is independently a phosphorus-containing group or a glycidyloxy group represented by the following formula (6), but not all Zs are either groups, and a phosphorus represented by the following formula (6) At least one containing group and at least one glycidyloxy group are included.

Figure 2020117607

式(6)において、R、R、n1、及びn2は前記式(1)のR、R、n1、及びn2とそれぞれ同義である。
Figure 2020117607

In the formula (6), R 1, R 2, n1, and n2 are the same meanings as R 1, R 2, n1, and n2 in the formula (1).

本発明のエポキシ樹脂組成物に使用するエポキシ樹脂としては、前記リン含有エポキシ樹脂単独であっても、必要に応じて各種エポキシ樹脂を1種類又は2種類以上併用してもよい。各種エポキシ樹脂としては、前記リン含有エポキシ樹脂以外のリン含有エポキシ樹脂でも、リン不含有のエポキシ樹脂でもよい。これらのエポキシ樹脂を併用する場合は、全エポキシ樹脂中の50質量%以下が好ましく、35質量%以下がより好ましい。併用するエポキシ樹脂が多すぎると、エポキシ樹脂組成物としての特性が悪化する恐れがある。 As the epoxy resin used in the epoxy resin composition of the present invention, the above-mentioned phosphorus-containing epoxy resin may be used alone or, if necessary, one kind or two or more kinds of various epoxy resins may be used in combination. The various epoxy resins may be phosphorus-containing epoxy resins other than the phosphorus-containing epoxy resins or phosphorus-free epoxy resins. When these epoxy resins are used in combination, it is preferably 50% by mass or less and more preferably 35% by mass or less based on the total amount of the epoxy resins. If the amount of the epoxy resin used in combination is too large, the properties of the epoxy resin composition may deteriorate.

併用できるリン不含有のエポキシ樹脂としては、従来公知のエポキシ樹脂が使用可能である。なお、エポキシ樹脂とは、少なくとも1個のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を指すが、2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂が好ましく、3個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂がより好ましい。具体的には、ポリグリシジルエーテル化合物、ポリグリシジルアミン化合物、ポリグリシジルエステル化合物、脂環式エポキシ化合物、その他変性エポキシ樹脂等が挙げられる。これらリン不含有のエポキシ樹脂のエポキシ当量は100〜300g/eq.が好ましい。エポキシ当量が300を超えると、エポキシ樹脂の粘度が高くなり過ぎる恐れがある。 As the phosphorus-free epoxy resin that can be used together, conventionally known epoxy resins can be used. The epoxy resin refers to an epoxy resin having at least one epoxy group, but an epoxy resin having two or more epoxy groups is preferable, and an epoxy resin having three or more epoxy groups is more preferable. Specific examples include polyglycidyl ether compounds, polyglycidyl amine compounds, polyglycidyl ester compounds, alicyclic epoxy compounds, and other modified epoxy resins. The epoxy equivalent of these phosphorus-free epoxy resins is 100 to 300 g/eq. Is preferred. If the epoxy equivalent exceeds 300, the viscosity of the epoxy resin may be too high.

ポリグリシジルエーテル化合物としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ヒドロキノン型エポキシ樹脂、ビスフェノールフルオレン型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ジフェニルスルフィド型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、レゾルシノール型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、アルキルノボラック型エポキシ樹脂、芳香族変性フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、β−ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレンジオールアラルキル型エポキシ樹脂、α−ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキルフェノール型エポキシ樹脂、トリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、テトラヒドロキシフェニルエタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、アルキレングリコール型エポキシ樹脂、脂肪族環状エポキシ樹脂等が挙げられる。 Examples of the polyglycidyl ether compound include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, tetramethylbisphenol F type epoxy resin, biphenol type epoxy resin, hydroquinone type epoxy resin, bisphenol fluorene type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin. , Diphenyl sulfide type epoxy resin, diphenyl ether type epoxy resin, resorcinol type epoxy resin, naphthalene diol type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, alkyl novolac type epoxy resin, aromatic modified phenol novolac type epoxy resin, Bisphenol novolac type epoxy resin, naphthol novolac type epoxy resin, β-naphthol aralkyl type epoxy resin, naphthalenediol aralkyl type epoxy resin, α-naphthol aralkyl type epoxy resin, biphenylaralkylphenol type epoxy resin, trihydroxyphenylmethane type epoxy resin, Examples thereof include tetrahydroxyphenylethane type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, alkylene glycol type epoxy resin, and aliphatic cyclic epoxy resin.

ポリグリシジルアミン化合物としては、例えば、ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、メタキシレンジアミン型エポキシ樹脂、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン型エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、アニリン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂等が挙げられる。 Examples of the polyglycidyl amine compound include diaminodiphenylmethane type epoxy resin, metaxylene diamine type epoxy resin, 1,3-bisaminomethylcyclohexane type epoxy resin, isocyanurate type epoxy resin, aniline type epoxy resin, hydantoin type epoxy resin, Examples thereof include aminophenol type epoxy resins.

ポリグリシジルエステル化合物としては、例えば、ダイマー酸型エポキシ樹脂、ヘキサヒドロフタル酸型エポキシ樹脂、トリメリット酸型エポキシ樹脂等が挙げられる。 Examples of the polyglycidyl ester compound include dimer acid type epoxy resins, hexahydrophthalic acid type epoxy resins, trimellitic acid type epoxy resins, and the like.

脂環式エポキシ化合物としては、例えば、セロキサイド2021(ダイセル化学工業株式会社製)等の脂環構造のエポキシ樹脂等が挙げられる。 Examples of the alicyclic epoxy compound include epoxy resins having an alicyclic structure such as Celoxide 2021 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.).

その他変性エポキシ樹脂としては、例えば、ウレタン変性エポキシ樹脂、オキサゾリドン環含有エポキシ樹脂、エポキシ変性ポリブタジエンゴム誘導体、カルボキシル基末端ブタジエンニトリルゴム(CTBN)変性エポキシ樹脂、ポリビニルアレーンポリオキシド(例えば、ジビニルベンゼンジオキシド、トリビニルナフタレントリオキシド等)、フェノキシ樹脂等が挙げられる。 Other modified epoxy resins include, for example, urethane modified epoxy resin, oxazolidone ring-containing epoxy resin, epoxy modified polybutadiene rubber derivative, carboxyl group terminated butadiene nitrile rubber (CTBN) modified epoxy resin, polyvinylarene polyoxide (for example, divinylbenzene dioxide). , Trivinylnaphthalene trioxide, etc.), phenoxy resin and the like.

また、本発明のエポキシ樹脂組成物に使用するリン含有エポキシ樹脂以外のリン含有エポキシ樹脂としては、式(1)で表されるリン化合物ではなく、エポキシ樹脂とリン含有フェノール化合物との付加反応で得られたエポキシ樹脂等が挙げられる。 Further, as the phosphorus-containing epoxy resin other than the phosphorus-containing epoxy resin used in the epoxy resin composition of the present invention, not the phosphorus compound represented by the formula (1) but an addition reaction of the epoxy resin and the phosphorus-containing phenol compound. The obtained epoxy resin etc. are mentioned.

リン含有フェノール化合物としては、例えば、10−(2,5−ジヒドロキシフェニル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド、10−(2,7−ジヒドロキシ−1−ナフチル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド、10−(1,4−ジヒドロキシ−2−ナフチル)−10H−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド、ジフェニルホスフィニルヒドロキノン、ジフェニルホスフェニル−1,4−ジオキシナフタリン、1,4−シクロオクチレンホスフィニル−1,4−フェニルジオール、1,5−シクロオクチレンホスフィニル−1,4−フェニルジオール等が挙げられる。これらのリン含有フェノール化合物を1種類又は2種類以上併用してもよい。
また、これらリン含有フェノール化合物と前記式(1)で表されるリン化合物を混合して使用してもよい。なお、混合使用した場合、前記式(5)で表されるリン含有エポキシ樹脂とは異なる構造のリン含有エポキシ樹脂も得られるが、本発明の効果を阻害しない限り、混合使用することができる。
Examples of the phosphorus-containing phenol compound include 10-(2,5-dihydroxyphenyl)-10H-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10-(2,7-dihydroxy-1-naphthyl)-. 10H-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, 10-(1,4-dihydroxy-2-naphthyl)-10H-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, diphenylphosphinyl Hydroquinone, diphenylphosphenyl-1,4-dioxynaphthalene, 1,4-cyclooctylenephosphinyl-1,4-phenyldiol, 1,5-cyclooctylenephosphinyl-1,4-phenyldiol, etc. Are listed. These phosphorus-containing phenol compounds may be used alone or in combination of two or more.
Moreover, you may mix and use these phosphorus-containing phenol compounds and the phosphorus compound represented by said Formula (1). When mixed and used, a phosphorus-containing epoxy resin having a structure different from that of the phosphorus-containing epoxy resin represented by the above formula (5) can be obtained, but can be mixed and used unless the effects of the present invention are impaired.

本発明のエポキシ樹脂組成物に使用する硬化剤としては、一般的なエポキシ樹脂用硬化剤であれば使用可能である。具体的には、ジシアンジアミド、芳香族アミン、脂肪族アミン等の各種アミン類、酸無水物類、多官能フェノール化合物類、ポリチオール化合物、イソシアネート化合物、ブロックイソシアネート化合物、及びアルキド樹脂等が挙げられる。これらの硬化剤の中でも、酸無水物類、ジシアンジアミド、各種アミン類、多官能フェノール化合物類が特性を得るために好ましい。これらの硬化剤は単独で使用しても2種類以上併用してもよい。 As the curing agent used in the epoxy resin composition of the present invention, any general curing agent for epoxy resin can be used. Specific examples include various amines such as dicyandiamide, aromatic amines and aliphatic amines, acid anhydrides, polyfunctional phenol compounds, polythiol compounds, isocyanate compounds, blocked isocyanate compounds, and alkyd resins. Among these curing agents, acid anhydrides, dicyandiamide, various amines, and polyfunctional phenol compounds are preferable for obtaining the characteristics. These curing agents may be used alone or in combination of two or more kinds.

硬化剤は、エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに対して、硬化剤の活性基が0.3〜2.0モルの範囲となるように配合することが好ましい。フェノール樹脂、酸無水物類、及びアミン類の場合は0.8〜1.2モルの範囲が更に好ましく、ジシアンジアミドの場合は0.4〜0.6モルの範囲が更に好ましい。硬化剤の使用量が0.3モル未満の場合は、硬化物の耐熱性や難燃性が著しく低下する。また2.0モルを超える場合は同様に耐熱性や難燃性が低下する。更に、酸無水物類やフェノールアミン類を用いる場合は、硬化触媒を増やす必要があり、プリプレグの貯蔵安定性が低下する恐れがある。またジシアンジアミドを用いる場合は、Bステージにおけるゲルタイムの確保が大きく損なわれ、積層板の成形時にボイド発生や銅箔の接着不良が起こる恐れがある。 The curing agent is preferably blended so that the active group of the curing agent is in the range of 0.3 to 2.0 mol with respect to 1 mol of the epoxy group of the epoxy resin. In the case of phenolic resin, acid anhydrides and amines, the range of 0.8 to 1.2 mol is more preferable, and in the case of dicyandiamide, the range of 0.4 to 0.6 mol is more preferable. If the amount of the curing agent used is less than 0.3 mol, the heat resistance and flame retardancy of the cured product will be significantly reduced. If it exceeds 2.0 mol, the heat resistance and flame retardancy are similarly reduced. Furthermore, when acid anhydrides or phenolamines are used, it is necessary to increase the curing catalyst, which may reduce the storage stability of the prepreg. Further, when dicyandiamide is used, the securing of the gel time in the B stage is greatly impaired, and voids may occur during molding of the laminated plate or defective adhesion of the copper foil may occur.

酸無水物類としては、例えば、スチレン無水マレイン酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、メチルナジック酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、無水クロレンド酸、ベンゼンテトラカルボン酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、エチレンビス(トリメリット酸無水物)、メチルシクロヘキセニルテトラカルボン酸二無水物、トリメリット酸無水物、ポリアゼライン酸ポリ無水物等が挙げられる。 Examples of the acid anhydrides include styrene maleic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, pyromellitic dianhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, and methyl nadic acid. Anhydride, dodecenyl succinic anhydride, chlorendic anhydride, benzenetetracarboxylic anhydride, benzophenone tetracarboxylic dianhydride, ethylene bis (trimellitic anhydride), methylcyclohexenyl tetracarboxylic dianhydride, trimellitic acid Examples thereof include anhydrides and polyazelaic acid polyanhydrides.

アミン類としては、例えば、ジエチレントリアミン、ジエチルトルエンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、エチレンジアミン等の脂肪族アミン化合物や、イソホロンジアミン、ビス(4−アミノ−3−メチルシクロヘックス)メタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン等の脂環式アミン化合物や、フェニレンビス(メチルアミン)、メチレンジアニリン、スルフォニルジアニリン、フェニレンジアミン、メタキシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン、ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−メチレンビス(2−メチル−6−エチルアニリン)等の芳香族アミン化合物や、ジシアンジアミドや、ダイマー酸等のポリカルボン酸類とポリアミン類との縮合物であるポリアミドポリアミン等が挙げられる。 Examples of the amines include aliphatic amine compounds such as diethylenetriamine, diethyltoluenediamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, diethylaminopropylamine, ethylenediamine, isophoronediamine, and bis(4-amino-3-methylcyclohex). Alicyclic amine compounds such as methane and bis(4-aminocyclohexyl)methane, phenylenebis(methylamine), methylenedianiline, sulfonyldianiline, phenylenediamine, metaxylenediamine, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, diaminodiphenylether Aromatic amine compounds such as 4,4′-methylenebis(2-methyl-6-ethylaniline), dicyandiamide, and polyamide polyamines that are condensation products of polycarboxylic acids such as dimer acid and polyamines. ..

多官能フェノール化合物類としては、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、ビスフェノールC、ビスフェノールK、ビスフェノールZ、ビスフェノールS、テトラメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェノールF、テトラメチルビスフェノールS、テトラメチルビスフェノールZ、ジヒドロキシジフェニルスルフィド、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシスチルベン類、4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)等のビスフェノール類や、ビフェノール、テトラメチルビフェノール等のビフェノール類や、カテコール、レゾルシン、メチルレゾルシン、ハイドロキノン、モノメチルハイドロキノン、ジメチルハイドロキノン、トリメチルハイドロキノン、モノ−t−ブチルハイドロキノン、ジ−t−ブチルハイドロキノン等ジヒドロキシベンゼン類や、ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシメチルナフタレン、ジヒドロキシメチルナフタレン、トリヒドロキシナフタレン等のヒドロキシナフタレン類や、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、テルペンフェノール樹脂、重質油変性フェノール樹脂等の、種々のフェノール類(例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、ブチルフェノール、アミルフェノール、ノニルフェノール、ブチルメチルフェノール、トリメチルフェノール、フェニルフェノール、ナフトール、ビスフェノールA等)と種々のアルデヒド類(例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、ブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、カプロンアルデヒド、ベンズアルデヒド、クロルアルデヒド、ブロムアルデヒド、ヒドロキシベンズアルデヒド、クロトンアルデヒド、グリオキザール等)や種々の縮合剤(例えば、ジシクロペンタジエン、キシリレングリコール、ビス(メチロール)ビフェニル、ビス(クロロメチル)ビフェニル等)との縮合反応で得られるフェノール樹脂等が挙げられる。 Examples of polyfunctional phenol compounds include bisphenol A, bisphenol F, bisphenol AD, bisphenol C, bisphenol K, bisphenol Z, bisphenol S, tetramethylbisphenol A, tetramethylbisphenol F, tetramethylbisphenol S, tetramethylbisphenol Z. , Dihydroxydiphenyl sulfide, dihydroxydiphenyl ether, dihydroxystilbenes, bisphenols such as 4,4′-thiobis(3-methyl-6-t-butylphenol), biphenols such as biphenol and tetramethylbiphenol, catechol, resorcin, Dihydroxybenzenes such as methylresorcin, hydroquinone, monomethylhydroquinone, dimethylhydroquinone, trimethylhydroquinone, mono-t-butylhydroquinone, di-t-butylhydroquinone, and hydroxy such as dihydroxynaphthalene, dihydroxymethylnaphthalene, dihydroxymethylnaphthalene, and trihydroxynaphthalene. Various kinds of naphthalene, phenol novolac resin, cresol novolac resin, bisphenol A novolac resin, dicyclopentadiene phenol resin, phenol aralkyl resin, naphthol novolac resin, naphthol aralkyl resin, terpene phenol resin, heavy oil modified phenol resin, etc. Phenols (eg, phenol, cresol, xylenol, butylphenol, amylphenol, nonylphenol, butylmethylphenol, trimethylphenol, phenylphenol, naphthol, bisphenol A, etc.) and various aldehydes (eg, formaldehyde, acetaldehyde, propylaldehyde, butyl) Aldehyde, valeraldehyde, capronaldehyde, benzaldehyde, chloraldehyde, bromaldehyde, hydroxybenzaldehyde, crotonaldehyde, glyoxal, etc. and various condensing agents (eg, dicyclopentadiene, xylylene glycol, bis(methylol)biphenyl, bis(chloro). Examples thereof include a phenol resin obtained by a condensation reaction with (methyl)biphenyl and the like).

本発明のエポキシ樹脂組成物に使用するフィラーの配合量は、前記エポキシ樹脂100質量部に対して、50〜400質量部が好ましく、100〜380質量部がより好ましく、150〜300質量部が更に好ましい。また、フィラーは、熱伝導率が10W/m・K未満である汎用フィラーと、熱伝導率が10W/m・K以上である高熱伝導性フィラーに分類される。フィラー中の汎用フィラーと高熱伝導性フィラーの含有比率(汎用フィラー/高熱伝導性フィラー)は、15/85〜30/70(質量比)が好ましい。エポキシ樹脂100質量部に対して50質量部未満の場合は、硬化した後の膨張率や吸水率が高まり、高熱伝導率性フィラーを多く用いても十分な熱伝導率を得ることができない。400質量部を越える場合は、エポキシ樹脂組成物の粘度が著しく高まり、含浸成形性が大きく損なわれる。また、汎用フィラーは主に難燃助剤的な要素が大きく、15質量比より少ないとエポキシ組成物中のリン含有率とのバランスを調整して難燃性を得ることが困難となる。30質量比より多いと高熱伝導性フィラーの含有率が減るため、硬化物の十分な熱膨張率の低減、熱伝導率や強度の改善効果を得ることができない恐れがある。 The compounding amount of the filler used in the epoxy resin composition of the present invention is preferably 50 to 400 parts by mass, more preferably 100 to 380 parts by mass, and further preferably 150 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin. preferable. Further, the filler is classified into a general-purpose filler having a thermal conductivity of less than 10 W/m·K and a high thermal conductivity filler having a thermal conductivity of 10 W/m·K or more. The content ratio of the general-purpose filler and the high thermal conductive filler in the filler (general-purpose filler/high thermal conductive filler) is preferably 15/85 to 30/70 (mass ratio). When the amount is less than 50 parts by mass relative to 100 parts by mass of the epoxy resin, the expansion coefficient and water absorption rate after curing are increased, and sufficient thermal conductivity cannot be obtained even if a large amount of high thermal conductivity filler is used. When it exceeds 400 parts by mass, the viscosity of the epoxy resin composition is remarkably increased and the impregnating moldability is greatly impaired. Further, the general-purpose filler mainly has a large element like a flame retardant aid, and if it is less than 15 mass ratio, it becomes difficult to adjust the balance with the phosphorus content in the epoxy composition to obtain flame retardancy. If it is more than 30 mass ratio, the content of the high thermal conductive filler is reduced, so that the cured product may not be sufficiently reduced in thermal expansion coefficient and the thermal conductivity and strength may not be improved.

汎用フィラーとしては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硼酸亜鉛、炭酸亜鉛、硫酸バリウム、ハイドロタルサイト、ドーソナイト、シリカ、フュームドシリカ等が挙げられ、単独でも2種以上の混合物として使用してもよい。混合物としては、例えば、水酸化アルミニウムと水酸化マグネシウムの混合物、シリカ、ガラスパウダー及びカオリンの混合物等が挙げられる。 Examples of the general-purpose filler include aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, zinc borate, zinc carbonate, barium sulfate, hydrotalcite, dawsonite, silica, fumed silica and the like, which may be used alone or as a mixture of two or more kinds. May be. Examples of the mixture include a mixture of aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, a mixture of silica, glass powder and kaolin.

高熱伝導性フィラーとしては、例えば、金属窒化物、金属酸化物、炭化物、及びアルミニウム粉体等が挙げられる。金属窒化物としては、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素等が挙げられ、金属酸化物としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、ベリリア、酸化亜鉛等が挙げられ、炭化物としては、炭化ケイ素、炭化ホウ素等が挙げられる。これらは、単独でも2種以上の混合物として使用してもよい。これらの高熱伝導性フィラーの中でも、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素が好ましく、誘電率や硬度の低い点から、酸化アルミニウム、窒化ホウ素がより好ましい。なお、コランダムのような天然鉱物であってもよい。 Examples of the high thermal conductivity filler include metal nitride, metal oxide, carbide, and aluminum powder. Examples of the metal nitride include aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, etc., examples of the metal oxide include aluminum oxide, magnesium oxide, beryllia, zinc oxide, etc., and examples of the carbide include silicon carbide, boron carbide, etc. Are listed. These may be used alone or as a mixture of two or more kinds. Among these high thermal conductive fillers, aluminum oxide, magnesium oxide, zinc oxide, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, and silicon carbide are preferable, and aluminum oxide and boron nitride are more preferable because of their low dielectric constant and hardness. In addition, a natural mineral such as corundum may be used.

エポキシ樹脂組成物を用いる作業性を損なわないように、フィラーの粒径を調整することが好ましい。これらフィラーの平均粒径(D50)は、0.05〜140μmが好ましく、0.1〜100μmがより好ましく、0.5〜70μmが更に好ましい。更に、組み合わせるフィラーの比重を考慮して、そのサイズの組み合わせを調整する必要がある。例えば、比重の軽いシリカは最も粒径が小さいタイプを選択し、比重の重い酸化アルミニウムは粒径の大きなタイプを選ぶことで、エポキシ樹脂組成物中でのフィラーの沈降に伴う硬化後の組成の偏りを防ぐことができる。 It is preferable to adjust the particle size of the filler so as not to impair the workability of using the epoxy resin composition. The average particle diameter (D50) of these fillers is preferably 0.05 to 140 μm, more preferably 0.1 to 100 μm, and even more preferably 0.5 to 70 μm. Furthermore, it is necessary to adjust the combination of the sizes in consideration of the specific gravity of the filler to be combined. For example, by selecting the type having the smallest particle size for silica having a light specific gravity and selecting the type having a large particle size for aluminum oxide having a large specific gravity, the composition after curing due to the sedimentation of the filler in the epoxy resin composition Bias can be prevented.

また、フィラーとしては、粒状フィラーと共に、硬化物の靭性や強度を改善するために、繊維フィラー(例えば、ガラス繊維、アルミナ繊維、炭素繊維等)や有機フィラー(例えば、ゴム、熱可塑性弾性体等の微細粒子)を含んでもよい。 Further, as the filler, along with the granular filler, in order to improve the toughness and strength of the cured product, a fiber filler (for example, glass fiber, alumina fiber, carbon fiber, etc.) or an organic filler (for example, rubber, thermoplastic elastic body, etc.) Fine particles).

また、本発明のエポキシ樹脂組成物に、カップリング剤を使用してもよい。使用できるカップリング剤としては、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等が挙げられる。カップリング剤を使用することで、フィラーや織りガラス布等の強化材間の結合性能を改善して、硬化後の機械特性を改善する。更に、フィラーの均一分散にも効果がある。カップリング剤の配合量は、エポキシ樹脂100質量部に対して、カップリング剤は0.1〜3質量部が好ましく、0.2〜2質量部がより好ましい。カップリング剤が0.1質量部より少ない場合、フィラーの分散性が悪化して硬化物における均一の機械強度や難燃性や耐トラッキング性、高熱伝導率が得られない恐れがある。3質量部を超える場合、硬化物の耐熱性や前記特性の悪化を招く恐れがある。 A coupling agent may be used in the epoxy resin composition of the present invention. Examples of coupling agents that can be used include silane coupling agents and titanate coupling agents. The use of coupling agents improves the bonding performance between fillers and reinforcing materials such as woven glass cloth and improves the mechanical properties after curing. Further, it is also effective in uniformly dispersing the filler. The amount of the coupling agent blended is preferably 0.1 to 3 parts by mass, and more preferably 0.2 to 2 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the epoxy resin. If the amount of the coupling agent is less than 0.1 parts by mass, the dispersibility of the filler may be deteriorated, and uniform mechanical strength, flame retardancy, tracking resistance, and high thermal conductivity in the cured product may not be obtained. If it exceeds 3 parts by mass, the heat resistance of the cured product and the aforementioned properties may be deteriorated.

カップリング剤は、樹脂とフィラーとの間の界面親和性を向上させるため、エポキシ樹脂組成物にカップリング剤を直接添加するか、あるいはフィラーを予めカップリング剤で事前に表面処理した後、エポキシ樹脂組成物に使用する方法が用いられる。その他の添加剤は、目的とするPCBの所望の物理的特性、電気性質、熱的特性、光安定性に応じて、あるいはエポキシ樹脂組成物を形成する際に配合使用する方法で用いられる。 The coupling agent, in order to improve the interfacial affinity between the resin and the filler, the coupling agent is added directly to the epoxy resin composition, or the filler is pre-surface treated with the coupling agent, and then the epoxy resin is added. The method used for the resin composition is used. Other additives are used depending on the desired physical properties, electrical properties, thermal properties, and light stability of the desired PCB, or by a method of compounding and using when forming an epoxy resin composition.

シランカップリング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシシランカップリング剤や、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のアミノシランカップリング剤や、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトシランカップリング剤や、p−スチリルトリメトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のビニルシランカップリング剤や、更に、エポキシ系、アミノ系、ビニル系の高分子タイプのシランカップリング剤等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent include epoxy silane coupling agents such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, and β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane. Or γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ- Aminosilane coupling agents such as ureidopropyltriethoxysilane, mercaptosilane coupling agents such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltris(β-methoxyethoxy)silane, vinyl Examples thereof include vinylsilane coupling agents such as trimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and epoxy-based, amino-based, vinyl-based polymer type silane coupling agents.

チタネートカップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル・アミノエチル)チタネート、ジイソプロピルビス(ジオクチルホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート等が挙げられる。 Examples of titanate coupling agents include isopropyltriisostearoyl titanate, isopropyltri(N-aminoethylaminoethyl)titanate, diisopropylbis(dioctylphosphate)titanate, tetraisopropylbis(dioctylphosphite)titanate, tetraoctylbis( Ditridecyl phosphite) titanate, tetra(2,2-diallyloxymethyl-1-butyl)bis(ditridecyl)phosphite titanate, bis(dioctylpyrophosphate)oxyacetate titanate, bis(dioctylpyrophosphate)ethylene titanate and the like. To be

また、本発明のエポキシ樹脂組成物に硬化促進剤を使用してもよい。使用できる硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール類、3級アミン及びその塩、4級アンモニウム化合物、ホスフィン類等のリン化合物、金属化合物、ルイス酸、アミン錯塩等が挙げられる。これら硬化促進剤は単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。 Further, a curing accelerator may be used in the epoxy resin composition of the present invention. Examples of the curing accelerator that can be used include imidazoles, tertiary amines and salts thereof, quaternary ammonium compounds, phosphorus compounds such as phosphines, metal compounds, Lewis acids, amine complex salts and the like. These curing accelerators may be used alone or in combination of two or more.

イミダゾール類としては、イミダゾール骨格を有する化合物であればよく、特に限定されない。例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、ビス−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−メチル−2−エチルイミダゾール、2−イソプロピルイミダゾール、2,4−ジメチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール等のアルキル置換イミダゾール化合物や、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−エチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、ベンズイミダゾール、2−エチル−4−メチル−1−(2’−シアノエチル)イミダゾール、2,3−ジヒドロ−1H−ピロロ[1,2−a]ベンズイミダゾール等のアリール基やアラルキル基等の環構造を含有する炭化水素基で置換されたイミダゾール化合物等が挙げられる。 The imidazoles are not particularly limited as long as they are compounds having an imidazole skeleton. For example, 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, bis-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-methyl-2-ethylimidazole, 2-isopropylimidazole, 2,4- Alkyl-substituted imidazole compounds such as dimethylimidazole and 2-heptadecylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-ethylimidazole, 1- Aryl groups such as benzyl-2-phenylimidazole, benzimidazole, 2-ethyl-4-methyl-1-(2'-cyanoethyl)imidazole, 2,3-dihydro-1H-pyrrolo[1,2-a]benzimidazole And an imidazole compound substituted with a hydrocarbon group having a ring structure such as an aralkyl group.

第3級アミン類としては、例えば、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザ−ビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン(DBU)等が挙げられる。 Examples of the tertiary amines include 2-dimethylaminopyridine, 4-dimethylaminopyridine, 2-(dimethylaminomethyl)phenol, 1,8-diaza-bicyclo[5.4.0]-7-undecene( DBU) and the like.

ホスフィン類としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン、トリス(4−メチルフェニル)ホスフィン、トリス(4−メトキシフェニル)ホスフィン、トリス(2,6−ジメトキシフェニル)ホスフィン等が挙げられる。 Examples of the phosphines include triphenylphosphine, tricyclohexylphosphine, triphenylphosphine triphenylborane, tris(4-methylphenyl)phosphine, tris(4-methoxyphenyl)phosphine, tris(2,6-dimethoxyphenyl)phosphine. Etc.

金属化合物としては、例えば、オクチル酸スズ等が挙げられる。 Examples of the metal compound include tin octylate.

アミン錯塩としては、例えば、3フッ化ホウ素モノエチルアミン錯体、3フッ化ホウ素ジエチルアミン錯体、3フッ化ホウ素イソプロピルアミン錯体、3フッ化ホウ素クロロフェニルアミン錯体、3フッ化ホウ素ベンジルアミン錯体、3フッ化ホウ素アニリン錯体、又はこれらの混合物等の3フッ化ホウ素錯体類等が挙げられる。 Examples of the amine complex salt include boron trifluoride monoethylamine complex, boron trifluoride diethylamine complex, boron trifluoride isopropylamine complex, boron trifluoride chlorophenylamine complex, boron trifluoride benzylamine complex, boron trifluoride. Examples include aniline complexes, boron trifluoride complexes such as mixtures thereof, and the like.

これらの硬化促進剤の内、ビルドアップ材料用途や回路基板用途として使用する場合には、耐熱性、電気特性、耐ハンダ性等に優れる点から、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメチルアミノピリジンやイミダゾール類が好ましい。 Of these curing accelerators, when used as a build-up material application or a circuit board application, 2-dimethylaminopyridine, 4-dimethylaminopyridine, or 4-dimethylaminopyridine is preferred because of their excellent heat resistance, electrical characteristics, solder resistance, and the like. Imidazoles are preferred.

硬化促進剤の配合量は、使用目的に応じて適宜選択すればよいが、樹脂組成物中のエポキシ樹脂成分100質量部に対して、0.002〜15質量部が必要に応じて使用され、0.01〜10質量部が好ましく、0.05〜8質量部がより好ましく、0.1〜5質量部が更に好ましい。硬化促進剤を使用することにより、硬化温度を下げることや、硬化時間を短縮することができる。 The amount of the curing accelerator may be appropriately selected according to the purpose of use, but 0.002 to 15 parts by mass is used as necessary, relative to 100 parts by mass of the epoxy resin component in the resin composition, 0.01 to 10 parts by mass is preferable, 0.05 to 8 parts by mass is more preferable, and 0.1 to 5 parts by mass is further preferable. By using the curing accelerator, the curing temperature can be lowered and the curing time can be shortened.

また、エポキシ樹脂組成物には、得られる硬化物の難燃性の向上を目的に、信頼性を低下させない範囲で、公知の各種難燃剤を使用することができる。使用できる難燃剤としては、例えば、リン系難燃剤、窒素系難燃剤、シリコーン系難燃剤、無機系難燃剤、有機金属塩系難燃剤等が挙げられる。環境に対する観点から、リン系難燃剤が好ましい。これらの難燃剤は単独で使用してもよく、同一系の難燃剤を2種類以上併用してもよく、また、異なる系の難燃剤を組み合わせて使用してもよい。 In addition, various known flame retardants can be used in the epoxy resin composition for the purpose of improving the flame retardancy of the obtained cured product, as long as the reliability is not deteriorated. Examples of flame retardants that can be used include phosphorus flame retardants, nitrogen flame retardants, silicone flame retardants, inorganic flame retardants, organic metal salt flame retardants, and the like. From the viewpoint of the environment, phosphorus-based flame retardants are preferable. These flame retardants may be used alone, two or more of the same flame retardants may be used in combination, or different flame retardants may be used in combination.

また、エポキシ樹脂組成物には、必要に応じて、特性を損ねない範囲で、充填材、補強充填材、可塑剤、熱可塑性樹脂、離型剤、消泡剤、乳化剤、揺変性付与剤、平滑剤、分散剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、顔料、染料等のその他の添加剤を配合することができる。 Further, the epoxy resin composition, if necessary, within a range that does not impair the characteristics, a filler, a reinforcing filler, a plasticizer, a thermoplastic resin, a release agent, a defoaming agent, an emulsifier, a thixotropic agent, Other additives such as a leveling agent, a dispersant, an antioxidant, a heat stabilizer, a light stabilizer, a pigment and a dye can be added.

増量充填材、補強充填材としては、例えば、炭酸カルシウム、タルク、クレー等の増量材や、ウォラストナイト、ゾノトライト、チタン酸カリウム、アルミボレート、石膏繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、タルク、マイカ、ガラスフレーク、高分子ウィスカー等の補強材が挙げられる。 Examples of the bulking filler and the reinforcing filler include bulking agents such as calcium carbonate, talc, and clay, wollastonite, xonotlite, potassium titanate, aluminum borate, gypsum fiber, aramid fiber, carbon fiber, glass fiber, talc. , Reinforcing materials such as mica, glass flakes, and polymer whiskers.

可塑剤としては、各種ゴム微粒子や熱可塑性エラストマー等が挙げられる。分散剤としては、低分子量酸性ポリエステル、長鎖アジピン酸アルコール等が挙げられる。抗酸化剤としては、チオジプロピオン酸ジラウリル、ジターシャリブチルヒドロキシルトルエン等が挙げられる。熱及び/又は光安定剤としては、ベンゾフェノン等が挙げられる。 Examples of the plasticizer include various rubber fine particles and thermoplastic elastomers. Examples of the dispersant include low molecular weight acidic polyester and long-chain adipic acid alcohol. Examples of antioxidants include dilauryl thiodipropionate and ditertiarybutylhydroxyltoluene. Examples of the heat and/or light stabilizer include benzophenone.

また、本発明の樹脂組成物には、粘度調整用として有機溶媒又は反応性希釈剤を使用することができる。これらの有機溶媒又は反応性希釈剤は、単独で使用してもよく、2種類以上を混合してもよい。 Further, in the resin composition of the present invention, an organic solvent or a reactive diluent can be used for adjusting the viscosity. These organic solvents or reactive diluents may be used alone or in combination of two or more.

有機溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド類や、ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシジエチレングリコール、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類や、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類や、メタノール、エタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、2−エチル−1−ヘキサノール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチルジグリコール、パインオイル等のアルコール類や、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸メトキシブチル、メチルセロソルブアセテート、セロソルブアセテート、エチルジグリコールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、カルビトールアセテート、ベンジルアルコールアセテート等の酢酸エステル類や、安息香酸メチル、安息香酸エチル等の安息香酸エステル類や、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類や、メチルカルビトール、カルビトール、ブチルカルビトール等のカルビトール類や、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類や、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類や、ヘキサン、シクロヘキサン等のアルカン類や、アセトニトリル、N−メチルピロリドン等が挙げられる。 Examples of the organic solvent include amides such as N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide, dioxane, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, dimethoxydiethylene glycol, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, and triethylene glycol. Ethers such as dimethyl ether, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, methanol, ethanol, 1-methoxy-2-propanol, 2-ethyl-1-hexanol, benzyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol Alcohols such as butyl diglycol and pine oil, ethyl acetate, butyl acetate, methoxybutyl acetate, methyl cellosolve acetate, cellosolve acetate, ethyl diglycol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, carbitol acetate, benzyl alcohol acetate, etc. Acetate esters, benzoic acid esters such as methyl benzoate and ethyl benzoate, cellosolves such as methyl cellosolve, cellosolve and butyl cellosolve, carbitols such as methyl carbitol, carbitol and butyl carbitol, and benzene. , Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, alkanes such as hexane and cyclohexane, acetonitrile, N-methylpyrrolidone and the like.

反応性希釈剤としては、例えば、アリルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、トリルグリシジルエーテル等の単官能グリシジルエーテル類や、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル等の二官能グリシジルエーテル類や、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、トリメチロールエタンポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル等の多官能グリシジルエーテル類や、ネオデカン酸グリシジルエステル等のグリシジルエステル類や、フェニルジグリシジルアミン、トリルジグリシジルアミン等のグリシジルアミン類が挙げられる。 Examples of the reactive diluent include monofunctional glycidyl ethers such as allyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, and tolyl glycidyl ether, resorcinol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether. , 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, and other bifunctional glycidyl ethers, glycerol polyglycidyl ether, trimethylolpropane Polyfunctional glycidyl ethers such as polyglycidyl ether, trimethylolethane polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, glycidyl esters such as neodecanoic acid glycidyl ester, and glycidyl amines such as phenyldiglycidylamine and tolyldiglycidylamine. Are listed.

これらの有機溶媒又は反応性希釈剤は、フィラーを含むエポキシ組成物中の不揮発分として90質量%以下で使用することが好ましく、その適正な種類や使用量は用途によって適宜選択される。例えば、プリント配線板用途では、メチルエチルケトン、アセトン、1−メトキシ−2−プロパノール等の沸点が160℃以下の極性溶媒であることが好ましく、その使用量は不揮発分として、10〜90質量%が好ましく、30〜80質量%がより好ましく、50〜70質量%が更に好ましい。また、接着フィルム用途では、例えば、ケトン類、酢酸エステル類、カルビトール類、芳香族炭化水素類、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を使用することが好ましく、その使用量は不揮発分として30〜60質量%が好ましい。 These organic solvents or reactive diluents are preferably used in an amount of 90% by mass or less as the nonvolatile content in the epoxy composition containing a filler, and the appropriate type and amount thereof are appropriately selected depending on the application. For example, in a printed wiring board application, a polar solvent having a boiling point of 160° C. or less such as methyl ethyl ketone, acetone, 1-methoxy-2-propanol is preferable, and its amount used is preferably 10 to 90% by mass as a nonvolatile content. , 30 to 80 mass% is more preferable, and 50 to 70 mass% is further preferable. Further, in adhesive film applications, it is preferable to use, for example, ketones, acetates, carbitols, aromatic hydrocarbons, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, etc. Is preferably 30 to 60 mass %.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、前記各成分を均一に混合することにより得られる。エポキシ樹脂、硬化剤、フィラー、更に必要により各種添加剤の配合されたエポキシ樹脂組成物は、従来知られている方法と同様の方法で容易に硬化物とすることができる。硬化物としては、積層物、注型物、成型物、接着層、絶縁層、フィルム等の成形硬化物が挙げられる。硬化物を得るための方法としては、公知のエポキシ樹脂組成物と同様の方法をとることができ、注型、注入、ポッティング、ディッピング、ドリップコーティング、トランスファー成形、圧縮成形等や樹脂シート、樹脂付き銅箔、プリプレグ等の形態とし積層して加熱加圧硬化することで積層板とする等の方法が好適に使用される。エポキシ樹脂組成物の硬化方法は、エポキシ樹脂組成物中の配合成分や配合量によっても異なるが、通常、硬化温度は80〜300℃で、硬化時間は10〜360分間である。この加熱は80〜180℃で10〜90分の一次加熱と、120〜200℃で60〜150分の二次加熱との二段処理で行うことが好ましく、また、ガラス転移温度(Tg)が二次加熱の温度を超える配合系においては更に150〜280℃で60〜120分の三次加熱を行うことが好ましい。このような二次加熱、三次加熱を行うことで硬化不良を低減することができる。樹脂シート、樹脂付き銅箔、プリプレグ等の樹脂半硬化物を作製する際には、通常、加熱等により形状が保てる程度にエポキシ樹脂組成物の硬化反応を進行させる。エポキシ樹脂組成物が溶媒を含んでいる場合には、通常、加熱、減圧、風乾等の手法で大部分の溶媒を除去するが、樹脂半硬化物中に5質量%以下の溶媒を残量させてもよい。 The epoxy resin composition of the present invention is obtained by uniformly mixing the above components. An epoxy resin composition containing an epoxy resin, a curing agent, a filler, and optionally various additives, can be easily made into a cured product by a method similar to a conventionally known method. Examples of the cured product include molded products such as laminates, cast products, molded products, adhesive layers, insulating layers, and films. As a method for obtaining a cured product, the same method as a known epoxy resin composition can be used. Casting, pouring, potting, dipping, drip coating, transfer molding, compression molding, etc., resin sheet, with resin A method in which copper foil, prepreg, or the like is laminated and laminated by heating and pressurizing to form a laminated plate is preferably used. The curing method of the epoxy resin composition varies depending on the compounding components and the compounding amount in the epoxy resin composition, but the curing temperature is usually 80 to 300° C., and the curing time is 10 to 360 minutes. This heating is preferably performed by a two-stage treatment of primary heating at 80 to 180° C. for 10 to 90 minutes and secondary heating at 120 to 200° C. for 60 to 150 minutes, and the glass transition temperature (Tg) is In a compounding system that exceeds the temperature of secondary heating, it is preferable to further perform tertiary heating at 150 to 280° C. for 60 to 120 minutes. By performing such secondary heating and tertiary heating, curing defects can be reduced. When preparing a resin semi-cured product such as a resin sheet, a resin-coated copper foil, and a prepreg, the curing reaction of the epoxy resin composition is usually advanced to such an extent that the shape can be maintained by heating or the like. When the epoxy resin composition contains a solvent, usually, most of the solvent is removed by a method such as heating, decompression, and air drying, but 5% by mass or less of the solvent is left in the resin semi-cured product. May be.

エポキシ樹脂組成物が使用される用途としては、回路基板用材料、封止材料、注型材料や、導電ペースト、接着剤、絶縁材料等、様々な分野に適用可能であり、特に、電気・電子分野における絶縁注型、積層材料、封止材料等として有用である。用途の一例としては、プリント配線基板、フレキシルブル配線基板、キャパシタ等の電気・電子回路用積層板、樹脂付き金属箔、フィルム状接着剤、液状接着剤等の接着剤、半導体封止材料、アンダーフィル材料、3D−LSI用インターチップフィル、回路基板用絶縁材料、絶縁シート、プリプレグ、放熱基板、レジストインキが挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。 The epoxy resin composition is used in various fields such as circuit board materials, sealing materials, casting materials, conductive pastes, adhesives, and insulating materials. It is useful as an insulation casting, laminated material, sealing material, etc. in the field. Examples of applications include printed wiring boards, flexible wiring boards, laminated boards for electric and electronic circuits such as capacitors, metal foil with resin, film-like adhesives, adhesives such as liquid adhesives, semiconductor encapsulating materials, and underlayers. Examples of the filler material include, but are not limited to, a fill material, an inter-chip fill for 3D-LSI, an insulating material for a circuit board, an insulating sheet, a prepreg, a heat dissipation board, and a resist ink.

これら各種用途のうち、プリント配線板材料や回路基板用絶縁材料、ビルドアップ用接着フィルム用途では、コンデンサ等の受動部品やICチップ等の能動部品を基板内に埋め込んだ、いわゆる電子部品内蔵用基板用の絶縁材料として使用することができる。これらの中でも、高難燃性、高耐熱性、及び溶媒溶解性といった特性からプリント配線板材料、フレキシルブル配線基板用エポキシ樹脂組成物、ビルドアップ基板用層間絶縁材料等の回路基板(積層板)用材料及び半導体封止材料に使用することが好ましい。 Among these various applications, in printed wiring board materials, circuit board insulating materials, and build-up adhesive film applications, so-called electronic component embedded substrates in which passive components such as capacitors and active components such as IC chips are embedded in the substrate. It can be used as an insulating material. Among these, circuit boards (laminated boards) such as printed wiring board materials, epoxy resin compositions for flexible wiring boards, and interlayer insulating materials for build-up boards due to their properties such as high flame retardancy, high heat resistance, and solvent solubility. It is preferable to use it as an application material and a semiconductor encapsulation material.

エポキシ樹脂組成物を積層板等の板状とする場合、使用する補強充填材としては、その寸法安定性、曲げ強度等の点で、繊維状のものが好ましく、ガラス布、ガラスマット、ガラスロービング布がより好ましい。 When the epoxy resin composition is formed into a plate shape such as a laminated plate, the reinforcing filler used is preferably a fibrous shape in terms of dimensional stability, bending strength, etc., and glass cloth, glass mat, glass roving. More preferred is cloth.

エポキシ樹脂組成物は繊維状の補強基材に含浸させることにより、プリント配線板等で使用されるプリプレグを作成することができる。繊維状の補強基材としては、例えば、ガラス等の無機繊維や、ポリエステル樹脂等、ポリアミン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリイミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂等の有機質繊維の織布又は不織布を使用することができるがこれに限定されるものではない。 By impregnating a fibrous reinforcing substrate with the epoxy resin composition, a prepreg used for a printed wiring board or the like can be prepared. As the fibrous reinforcing substrate, for example, inorganic fibers such as glass, or polyester resin or the like, woven or non-woven fabric of organic fibers such as polyamine resin, polyacrylic resin, polyimide resin or aromatic polyamide resin may be used. It is possible, but not limited to this.

エポキシ樹脂組成物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、前記有機溶媒を含むワニス状のエポキシ樹脂組成物を、更に有機溶媒を配合して適切な粘度に調整した樹脂ワニスに作成し、その樹脂ワニスを前記繊維状基材に含浸した後、加熱乾燥して樹脂成分を半硬化(Bステージ化)させることによって得られる。加熱温度としては、使用した有機溶媒の種類に応じ、50〜200℃が好ましく、100〜170℃がより好ましい。加熱時間は、使用した有機溶媒の種類やプリプレグの硬化性によって調整を行い、1〜40分間が好ましく、3〜20分間がより好ましい。この際、使用するエポキシ樹脂組成物と補強基材の質量割合としては、特に限定されないが、通常、プリプレグ中の樹脂分が20〜80質量%となるように調整することが好ましい。 The method for producing a prepreg from an epoxy resin composition is not particularly limited, for example, a varnish-shaped epoxy resin composition containing the organic solvent, a resin prepared by further blending an organic solvent to a suitable viscosity It is obtained by preparing a varnish, impregnating the fibrous base material with the resin varnish, and then heating and drying the resin component to semi-cure (B-stage). The heating temperature is preferably 50 to 200°C, more preferably 100 to 170°C, depending on the type of organic solvent used. The heating time is adjusted depending on the type of organic solvent used and the curability of the prepreg, and is preferably 1 to 40 minutes, more preferably 3 to 20 minutes. At this time, the mass ratio of the epoxy resin composition and the reinforcing base material to be used is not particularly limited, but it is usually preferable to adjust the resin content in the prepreg to be 20 to 80 mass %.

本発明のエポキシ樹脂組成物は、シート状又はフィルム状に成形して使用することができる。この場合、従来公知の方法を使用してシート化又はフィルム化することが可能である。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、(イ)エポキシ樹脂組成物を押出機にて混練した後に押出し、Tダイやサーキュラーダイ等を用いてシート状に成形する押出成形法、(ロ)エポキシ樹脂組成物を有機溶剤等の溶媒に溶解又は分散させた後、キャスティングしてシート状に成形するキャスティング成形法、(ハ)従来公知のその他のシート成形法等が挙げられる。また、樹脂シートの膜厚(μm)は、特に限定はされないが、10〜300が好ましく、25〜200がより好ましく、40〜180が更に好ましい。ビルドアップ法で使用する場合の樹脂シートの膜厚は、40〜90μmが特に好ましい。膜厚が10μm以上であれば絶縁性を得ることができるし、300μm以下であれば電極間の回路の距離が必要以上に長くならない。なお、樹脂シートの溶媒の含有量は特に限定はされないが、エポキシ樹脂組成物全体に対し、0.01〜5質量%であることが好ましい。フィルム中の溶媒の含有量がエポキシ樹脂組成物全体に対し、0.01質量%以上であれば、回路基板へ積層する際に密着性や接着性が得られやすく、5質量%以下であれば加熱硬化後の平坦性が得られやすい。 The epoxy resin composition of the present invention can be molded into a sheet or film and used. In this case, it is possible to form a sheet or a film using a conventionally known method. The method for producing the resin sheet is not particularly limited, but, for example, (a) the epoxy resin composition is kneaded in an extruder, then extruded, and molded into a sheet using a T die, a circular die or the like. An extrusion molding method, (b) a casting molding method in which an epoxy resin composition is dissolved or dispersed in a solvent such as an organic solvent, and then cast to form a sheet, (c) other conventionally known sheet molding methods, etc. Can be mentioned. The film thickness (μm) of the resin sheet is not particularly limited, but is preferably 10 to 300, more preferably 25 to 200, and further preferably 40 to 180. The film thickness of the resin sheet when used in the build-up method is particularly preferably 40 to 90 μm. When the film thickness is 10 μm or more, insulation can be obtained, and when the film thickness is 300 μm or less, the circuit distance between the electrodes does not become longer than necessary. The content of the solvent in the resin sheet is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5 mass% with respect to the entire epoxy resin composition. When the content of the solvent in the film is 0.01% by mass or more based on the whole epoxy resin composition, the adhesiveness and the adhesiveness are easily obtained when laminated on the circuit board, and the content is 5% by mass or less. Flatness after heat curing is easily obtained.

接着シートの製造方法としては、前記有機溶媒を含むワニス状のエポキシ樹脂組成物を有機溶媒に溶解しない支持ベースフィルム上に、リバースロールコータ、コンマコータ、ダイコーター等の塗布機を使用して塗布した後、加熱乾燥して樹脂成分をBステージ化することで得られる。また、必要に応じて、塗布面(接着剤層)に別の支持ベースフィルムを保護フィルムとして重ね、乾燥することにより接着剤層の両面に剥離層を有する接着シートが得られる。 As a method for producing an adhesive sheet, a varnish-like epoxy resin composition containing the organic solvent is applied onto a supporting base film which is not dissolved in an organic solvent using a coating machine such as a reverse roll coater, a comma coater, or a die coater. After that, it is obtained by heating and drying to convert the resin component into the B stage. Further, if necessary, another supporting base film is laminated on the coated surface (adhesive layer) as a protective film and dried to obtain an adhesive sheet having release layers on both sides of the adhesive layer.

支持ベースフィルムとしては、銅箔等の金属箔、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等のポリオレフインフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、シリコンフィルム、ポリイミドフィルム等が挙げられ、これらの中では、つぶ等、欠損がなく、寸法精度に優れコスト的にも優れるポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。また、積層板の多層化が容易な金属箔、特に銅箔が好ましい。支持ベースフィルムの厚さは、特に限定されないが、支持体としての強度があり、ラミネート不良を起こしにくいことから、10〜150μmが好ましく、25〜50μmがより好ましい。 Examples of the supporting base film include metal foil such as copper foil, polyethylene film, polyolefin film such as polypropylene film, polyester film such as polyethylene terephthalate film, polycarbonate film, silicon film, polyimide film and the like. A polyethylene terephthalate film which is free from defects and has excellent dimensional accuracy and cost is preferable. In addition, a metal foil, particularly a copper foil, which facilitates multilayer formation of the laminated plate is preferable. The thickness of the support base film is not particularly limited, but it is preferably 10 to 150 μm, more preferably 25 to 50 μm, because it has strength as a support and does not easily cause defective lamination.

保護フィルムの厚さは、特に限定されないが、5〜50μmが一般的である。なお、成型された接着シートを容易に剥離するため、あらかじめ離型剤にて表面処理を施しておくことが好ましい。また、樹脂ワニスを塗布する厚みは、乾燥後の厚みで、5〜200μmが好ましく、5〜100μmがより好ましい。 The thickness of the protective film is not particularly limited, but is generally 5 to 50 μm. In addition, in order to easily release the molded adhesive sheet, it is preferable to perform surface treatment with a release agent in advance. The thickness of the resin varnish applied is preferably 5 to 200 μm, more preferably 5 to 100 μm, as the thickness after drying.

加熱温度としては、使用した有機溶媒の種類に応じ、好ましくは50〜200℃であり、より好ましくは100〜170℃である。加熱時間は、使用した有機溶媒の種類やプリプレグの硬化性によって調整を行い、好ましくは1〜40分間であり、より好ましくは3〜20分間である。 The heating temperature is preferably 50 to 200°C, more preferably 100 to 170°C, depending on the type of organic solvent used. The heating time is adjusted depending on the type of organic solvent used and the curability of the prepreg, and is preferably 1 to 40 minutes, more preferably 3 to 20 minutes.

このようにして得られた樹脂シートは通常、絶縁性を有する絶縁接着シートとなるが、エポキシ樹脂組成物に導電性を有する金属や金属コーティングされた微粒子を混合することで、導電性接着シートを得ることもできる。なお、前記支持ベースフィルムは、回路基板にラミネートした後に、又は加熱硬化して絶縁層を形成した後に、剥離される。接着シートを加熱硬化した後に支持ベースフィルムを剥離すれば、硬化工程でのゴミ等の付着を防ぐことができる。ここで、前記絶縁接着シートは絶縁シートでもある。 The resin sheet thus obtained is usually an insulating adhesive sheet having an insulating property. However, by mixing a conductive metal or metal-coated fine particles with an epoxy resin composition, a conductive adhesive sheet can be obtained. You can also get it. The support base film is peeled off after being laminated on a circuit board or after being heat-cured to form an insulating layer. If the support base film is peeled off after the adhesive sheet is heat-cured, adhesion of dust or the like can be prevented in the curing step. Here, the insulating adhesive sheet is also an insulating sheet.

本発明のエポキシ樹脂組成物により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。本発明のエポキシ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、前記金属箔の一面に、前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ることができる。樹脂成分を半硬化するにあたっては、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、樹脂付き金属箔の樹脂部分の厚みは5〜110μmに形成することが好ましい。 The metal foil with resin obtained by the epoxy resin composition of the present invention will be described. As the metal foil, single, alloy, or composite metal foil of copper, aluminum, brass, nickel or the like can be used. It is preferable to use a metal foil having a thickness of 9 to 70 μm. The method for producing a resin-coated metal foil from the epoxy resin composition and the metal foil of the present invention is not particularly limited, and for example, on one surface of the metal foil, a resin obtained by adjusting the viscosity of the epoxy resin composition with a solvent is used. The varnish can be obtained by applying the varnish using a roll coater or the like and then heating and drying the resin component to semi-cure (B-stage) to form a resin layer. In semi-curing the resin component, for example, it can be dried by heating at 100 to 200° C. for 1 to 40 minutes. Here, the thickness of the resin portion of the metal foil with resin is preferably 5 to 110 μm.

また、プリプレグや絶縁接着シートを硬化するには、一般にプリント配線板を製造するときの積層板の硬化方法を使用することができるがこれに限定されるものではない。例えば、プリプレグを使用して積層板を形成する場合は、一枚又は複数枚のプリプレグを積層し、片側又は両側に金属箔を配置して積層物を構成し、この積層物を加圧加熱することでプリプレグを硬化、一体化させて、積層板を得ることができる。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、複合の金属箔を使用することができる。 Further, in order to cure the prepreg and the insulating adhesive sheet, generally, a method for curing a laminated board when manufacturing a printed wiring board can be used, but the method is not limited to this. For example, when forming a laminate using a prepreg, one or more prepregs are laminated, a metal foil is arranged on one or both sides to form a laminate, and the laminate is heated under pressure. By doing so, the prepreg can be cured and integrated to obtain a laminated plate. Here, as the metal foil, a single, alloy, or composite metal foil of copper, aluminum, brass, nickel or the like can be used.

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、加圧の圧量があまり低いと、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、成型性を満足する条件で加圧することが好ましい。加熱温度は、160〜250℃が好ましく、170〜220℃がより好ましい。加圧圧力は、0.5〜10MPaが好ましく、1〜5MPaがより好ましい。加熱加圧時間は、10分間〜4時間が好ましく、40分間〜3時間がより好ましい。加熱温度が低いと硬化反応が十分に進行しない恐れがあり、高いと硬化物の熱分解が起こる恐れがある。加圧圧力が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り、高いと硬化する前に樹脂が流れてしまい、希望する厚みの積層板が得られない恐れがある。また、加熱加圧時間が短いと硬化反応が十分に進行しない恐れがあり、長いと硬化物の熱分解が起こる恐れがある。 The condition for heating and pressing the laminate may be appropriately adjusted under the condition that the epoxy resin composition is cured, and heat and pressure may be applied. However, if the pressure amount of pressurization is too low, bubbles will be generated inside the obtained laminate. Since it may remain and the electrical characteristics may deteriorate, it is preferable to apply pressure under conditions satisfying moldability. The heating temperature is preferably 160 to 250°C, more preferably 170 to 220°C. The applied pressure is preferably 0.5 to 10 MPa, more preferably 1 to 5 MPa. The heating and pressing time is preferably 10 minutes to 4 hours, more preferably 40 minutes to 3 hours. If the heating temperature is low, the curing reaction may not proceed sufficiently, and if it is high, the cured product may be thermally decomposed. If the pressure is low, air bubbles may remain inside the resulting laminate, resulting in poor electrical characteristics.If it is too high, the resin will flow before curing, and a laminate of the desired thickness cannot be obtained. There is a fear. If the heating and pressing time is short, the curing reaction may not proceed sufficiently, and if the heating and pressing time is long, the cured product may be thermally decomposed.

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、多層板を作成することができる。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、片面又は両側の回路形成面に、プリプレグや樹脂シート、絶縁接着シートや樹脂付き金属箔にて絶縁層を形成するとともに、絶縁層の表面に導体層を形成して、多層板形成するものである。 Furthermore, a multilayer board can be prepared by using the single-layer laminated board thus obtained as an inner layer material. In this case, first, a circuit is formed on the laminated plate by an additive method, a subtractive method, or the like, and the formed circuit surface is treated with an acid solution to be blackened to obtain an inner layer material. On this inner layer material, on one or both sides of the circuit forming surface, an insulating layer is formed with a prepreg, a resin sheet, an insulating adhesive sheet or a metal foil with resin, and a conductor layer is formed on the surface of the insulating layer to form a multilayer board. To form.

また、プリプレグを使用し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体を形成する。そしてこの積層体を加熱加圧して一体成型することにより、プリプレグの硬化物を絶縁層として形成するとともに、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、内層板として使用される積層板に使用したものと同様のものを使用することができる。また加熱加圧成形は、内層材の成型と同様の条件にて行うことができる。このようにして成形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施して、プリント配線板を成型することができる。また、このプリント配線板を内層材として、前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。 When the insulating layer is formed by using a prepreg, one or a plurality of prepregs are arranged on the circuit forming surface of the inner layer material, and a metal foil is arranged on the outer side of the prepreg to form a laminate. To form. Then, the laminated body is heated and pressed to be integrally molded, so that the cured product of the prepreg is formed as an insulating layer and the metal foil on the outside thereof is formed as a conductor layer. Here, the same metal foil as that used for the laminated plate used as the inner layer plate can be used. The heat and pressure molding can be performed under the same conditions as the molding of the inner layer material. A printed wiring board can be molded by further forming via holes and circuits on the surface of the multilayer laminated board molded in this manner by an additive method or a subtractive method. Further, by using the printed wiring board as an inner layer material and repeating the above-mentioned construction method, a further multilayered board can be formed.

例えば、絶縁接着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絶縁接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絶縁接着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型することにより、絶縁接着シートの硬化物を絶縁層として形成するとともに、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絶縁接着シートの硬化物を絶縁層として形成する。ここで、金属箔としては、内層材として使用される積層板に使用したものと同様のものを使用することができる。また加熱加圧成形は、内層材の成型と同様の条件にて行うことができる。 For example, when forming an insulating layer with an insulating adhesive sheet, the insulating adhesive sheet is arranged on the circuit formation surface of a plurality of inner layer materials to form a laminate. Alternatively, an insulating adhesive sheet is placed between the circuit forming surface of the inner layer material and the metal foil to form a laminate. Then, by heating and pressurizing this laminated body to integrally mold it, the cured product of the insulating adhesive sheet is formed as an insulating layer, and the inner layer material is formed into multiple layers. Alternatively, the inner layer material and the metal foil as the conductor layer are formed as a cured product of an insulating adhesive sheet as an insulating layer. Here, as the metal foil, the same one as that used for the laminated plate used as the inner layer material can be used. The heat and pressure molding can be performed under the same conditions as the molding of the inner layer material.

また、積層板にエポキシ樹脂組成物を塗布して絶縁層を形成する場合は、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℃、好ましくは150〜200℃で、1〜120分間、好ましくは30〜90分間、加熱乾燥してシート状に形成する。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5〜150μm、好ましくは5〜80μmに形成することが好ましい。なお、エポキシ樹脂組成物の粘度は、十分な膜厚が得られ、塗装むらやスジが発生しにくいことから、25℃において10〜40000mPa・sが好ましく、200〜30000mPa・sが更に好ましい。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施して、プリント配線板を形成することができる。また、このプリント配線板を内層材として前記の工法を繰り返すことにより、更に多層の積層板を形成することができる。 When the epoxy resin composition is applied to the laminate to form the insulating layer, the epoxy resin composition is applied to a thickness of preferably 5 to 100 μm, and then 100 to 200° C., preferably 150 to 200° C. It is heated and dried for 1 to 120 minutes, preferably 30 to 90 minutes to form a sheet. It is formed by a method generally called casting method. The thickness after drying is preferably 5 to 150 μm, more preferably 5 to 80 μm. The viscosity of the epoxy resin composition is preferably 10 to 40,000 mPa·s, and more preferably 200 to 30,000 mPa·s at 25° C., because a sufficient film thickness is obtained and coating unevenness and streaks are less likely to occur. A printed wiring board can be formed by further forming via holes or circuits on the surface of the multilayer laminated board formed in this manner by an additive method or a subtractive method. Further, by repeating the above-mentioned construction method using this printed wiring board as an inner layer material, it is possible to form a multilayer board having a further multilayer structure.

本発明のエポキシ樹脂組成物を使用して得られる封止材としては、テープ状の半導体チップ用、ポッティング型液状封止用、アンダーフィル用、半導体の層間絶縁膜用等があり、これらに好適に使用することができる。例えば、半導体パッケージ成形としては、エポキシ樹脂組成物を注型、又はトランスファー成形機、射出成形機等を使用して成形し、更に50〜200℃で2〜10時間に加熱することにより成形物を得る方法が挙げられる。 The encapsulant obtained by using the epoxy resin composition of the present invention includes tape-shaped semiconductor chips, potting liquid encapsulation, underfill, semiconductor interlayer insulating film, etc., and is suitable for these. Can be used for For example, as a semiconductor package molding, an epoxy resin composition is cast, or molded using a transfer molding machine, an injection molding machine, or the like, and further heated at 50 to 200° C. for 2 to 10 hours to form a molded product. The method of obtaining is mentioned.

エポキシ樹脂組成物を半導体封止材料用に調製するためには、エポキシ樹脂組成物に、必要に応じて配合される、無機充填材等の配合剤や、カップリング剤、離型剤等の添加剤を予備混合した後、押出機、ニーダ、ロール等を使用して均一になるまで充分に溶融混合する手法が挙げられる。その際、無機充填材としては、通常シリカが使用されるが、その場合、エポキシ樹脂組成物中、無機質充填材を70〜95質量%となる割合で配合することが好ましい。 In order to prepare an epoxy resin composition for a semiconductor encapsulating material, a compounding agent such as an inorganic filler, a coupling agent, a release agent, etc., which is optionally blended with the epoxy resin composition, is added. After pre-mixing the agents, a method of sufficiently melt-mixing until uniform using an extruder, a kneader, a roll and the like can be mentioned. At that time, silica is usually used as the inorganic filler, and in this case, it is preferable to mix the inorganic filler in the epoxy resin composition in a ratio of 70 to 95 mass %.

このようにして得られたエポキシ樹脂組成物を、テープ状封止材として使用する場合には、これを加熱して半硬化シートを作製し、封止材テープとした後、この封止材テープを半導体チップ上に置き、100〜150℃に加熱して軟化させ成形し、170〜250℃で完全に硬化させる方法を挙げることができる。また、ポッティング型液状封止材として使用する場合には、得られたエポキシ樹脂組成物を必要に応じて溶媒に溶解した後、半導体チップや電子部品上に塗布し、直接、硬化させればよい。 When the epoxy resin composition thus obtained is used as a tape-shaped sealing material, it is heated to prepare a semi-cured sheet, which is used as a sealing material tape. Is placed on a semiconductor chip, heated to 100 to 150° C. to be softened and molded, and completely cured at 170 to 250° C. When used as a potting liquid encapsulant, the resulting epoxy resin composition may be dissolved in a solvent if necessary, then applied on a semiconductor chip or electronic component, and directly cured. ..

また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、更にレジストインキとして使用することも可能である。この場合は、エポキシ樹脂組成物に、エチレン性不飽和二重結合を有するビニル系モノマーと、硬化剤としてカチオン重合触媒を配合し、更に、顔料、タルク、及びフィラーを加えてレジストインキ用組成物とした後、スクリーン印刷方式にてプリント基板上に塗布した後、レジストインキ硬化物とする方法が挙げられる。この時の硬化温度は、20〜250℃程度の温度範囲が好ましい。 Further, the epoxy resin composition of the present invention can also be used as a resist ink. In this case, the epoxy resin composition is blended with a vinyl-based monomer having an ethylenically unsaturated double bond and a cationic polymerization catalyst as a curing agent, and a pigment, talc, and a filler are added to the composition for resist ink. Then, a method of forming a resist ink cured product after coating on a printed circuit board by a screen printing method is mentioned. The curing temperature at this time is preferably in the temperature range of about 20 to 250°C.

本発明のエポキシ樹脂組成物を作成し、加熱硬化により硬化物を評価した結果、残炭率が少ないのにも関わらずに難燃性がよい。このことは耐トラッキング性に優れた材料であることを示している。そのため、LED等の発熱部品を実装する基板の材料として有用である。 As a result of preparing the epoxy resin composition of the present invention and evaluating the cured product by heat curing, the flame retardancy is good despite the low residual carbon rate. This indicates that the material has excellent tracking resistance. Therefore, it is useful as a material for a substrate on which heat-generating components such as LEDs are mounted.

以下、本発明を実施例及び比較例によって具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらに限定されるものではない。特に断りがない限り「部」は質量部を表し、「%」は質量%を表す。分析方法、測定方法をそれぞれ以下に示す。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these as long as the gist thereof is not exceeded. Unless otherwise specified, "part" represents part by mass and "%" represents% by mass. The analysis method and measurement method are shown below.

(1)エポキシ当量:
JIS K 7236規格に準拠して測定を行い、単位は「g/eq.」で表した。具体的には、自動電位差滴定装置(平沼産業株式会社製、COM−1600ST)を用いて、溶媒としてクロロホルムを使用し、臭素化テトラエチルアンモニウム酢酸溶液を加え、0.1mol/L過塩素酸−酢酸溶液で滴定した。
(1) Epoxy equivalent:
The measurement was carried out according to JIS K 7236 standard, and the unit was represented by "g/eq." Specifically, using an automatic potentiometric titrator (COM-1600ST manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.), chloroform was used as a solvent, a tetraethylammonium bromide acetic acid solution was added, and 0.1 mol/L perchloric acid-acetic acid was added. Titrated with solution.

(2)2核体含有率、3核体含有率、及び数平均分子量:
GPCを用いて分子量分布を測定し、2核体含有率、3核体含有率はピークの面積%から、数平均分子量は標準の単分散ポリスチレン(東ソー株式会社製、A−500,A−1000,A−2500,A−5000,F−1,F−2,F−4,F−10,F−20,F−40)より求めた検量線より換算した。具体的には、本体(東ソー株式会社製、HLC−8220GPC)にカラム(東ソー株式会社製、TSKgelG4000HXL、TSKgelG3000HXL、TSKgelG2000HXL)を直列に備えたものを使用し、カラム温度は40℃にした。また、溶離液にはテトラヒドロフランを用い、1mL/minの流速とし、検出器はRI(示差屈折計)検出器を用いた。
(2) Dinuclear content, trinuclear content, and number average molecular weight:
The molecular weight distribution was measured using GPC, and the binuclear body content rate and the trinuclear body content rate were from the peak area%, and the number average molecular weight was standard monodisperse polystyrene (A-500, A-1000 manufactured by Tosoh Corporation). , A-2500, A-5000, F-1, F-2, F-4, F-10, F-20, F-40). Specifically, a main body (manufactured by Tosoh Corporation, HLC-8220GPC) equipped with a column (manufactured by Tosoh Corporation, TSKgelG4000H XL , TSKgelG3000H XL , TSKgelG2000H XL ) in series was used, and the column temperature was 40°C. .. Further, tetrahydrofuran was used as the eluent, the flow rate was 1 mL/min, and the detector was an RI (differential refractometer) detector.

(3)リン含有率:
試料に硫酸、塩酸、過塩素酸を加え、加熱して湿式灰化し、全てのリン原子をオルトリン酸とした。硫酸酸性溶液中でメタバナジン酸塩及びモリブデン酸塩を反応させ、生じたリンバードモリブデン酸錯体の420nmにおける吸光度を測定し、予めリン酸二水素カリウム水溶液にて検量線を作成しておき、吸光度からリン含有率を求めた。
積層板のリン含有率は、積層板の樹脂成分(フィラー、ガラスクロス等の無機成分以外の有機成分)に対する含有率として表した。すなわち、エポキシ樹脂組成物のリン含有率である。
(3) Phosphorus content rate:
Sulfuric acid, hydrochloric acid, and perchloric acid were added to the sample and heated to wet ash to convert all phosphorus atoms into orthophosphoric acid. The metavanadate and molybdate were reacted in an acidic sulfuric acid solution, the absorbance at 420 nm of the resulting phosphorous molybdate complex was measured, and a calibration curve was prepared in advance with an aqueous potassium dihydrogen phosphate solution. The phosphorus content was determined.
The phosphorus content of the laminate was expressed as the content of the resin component (organic component other than inorganic components such as filler and glass cloth) of the laminate. That is, it is the phosphorus content of the epoxy resin composition.

(4)ガラス転移温度(Tg):
示差走査熱量測定装置(株式会社日立ハイテクサイエンス製、EXSTAR6000 DSC6200)を使用して、20℃/分の昇温条件で測定を行った時のDSC・Tgm(ガラス状態とゴム状態の接線に対して変異曲線の中間温度)の温度で表した。
(4) Glass transition temperature (Tg):
A differential scanning calorimeter (manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., EXSTAR6000 DSC6200) was used to measure DSC/Tgm (with respect to the tangent line between the glass state and the rubber state) when the measurement was performed at a temperature rising condition of 20°C/min. The temperature is represented by the middle temperature of the mutation curve).

(5)燃焼性:
UL94(Underwriters Laboratories Inc.の安全認証規格)に準じた。5本の試験片について試験を行い、1回目と2回目の接炎(5本それぞれ2回ずつで計10回の接炎)後の有炎燃焼持続時間の合計時間より同規格の判定基準である、V−0、V−1、V−2で判定した。
(5) Flammability:
It was based on UL94 (Safety Certification Standard of Underwriters Laboratories Inc.). The test was performed on 5 test pieces, and the first and second flames were contacted (5 flames each, 2 flames in total, 10 flames in total, 10 times in total). It was determined by V-0, V-1, and V-2.

(6)熱伝導率:
京都電子工業(株)製の熱伝導率計QTM−500を用いて、23℃における細線加熱法よる測定を実施した。
(6) Thermal conductivity:
Using a thermal conductivity meter QTM-500 manufactured by Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd., measurement was performed by a thin wire heating method at 23°C.

(7)耐トラッキング性:
JIS C 2134に準拠して測定を行った。具体的には、耐トラッキング試験器(ヤマヨ試験器有限会社製、HAT−112−3)を使用した。測定試料(厚さ1.6mmの積層板)を20mm×20mmに裁断加工して、23±2℃、湿度50±5%で48時間の試験前調整を行った後、23±2℃、湿度50±5%の試験環境の下で、試験片厚みが3mm以上となるように2枚重ねての試験を行った。0.1%塩化アンモニウム水溶液の100滴確認を5個の試験片で実施し、その全てが合格した最大電圧値を試験結果とした。
(7) Tracking resistance:
The measurement was performed according to JIS C 2134. Specifically, a tracking resistance tester (HAT-112-3 manufactured by Yamayo Tester Co., Ltd.) was used. After cutting a measurement sample (a laminated plate having a thickness of 1.6 mm) into 20 mm×20 mm and performing pre-test adjustment for 48 hours at 23±2° C. and 50±5% humidity, 23±2° C. and humidity Under a test environment of 50±5%, a test was conducted by stacking two test pieces so that the thickness of the test piece was 3 mm or more. Confirmation of 100 drops of a 0.1% ammonium chloride aqueous solution was carried out on five test pieces, and the maximum voltage value at which all of them passed was taken as the test result.

合成例1
撹拌装置、温度計、窒素ス導入装置、冷却管、及び滴下装置を備えたガラス製セパラブルフラスコからなる反応装置に、フェノール2500部、シュウ酸二水和物7.5部を仕込み、窒素ガスを導入しながら撹拌を行い、昇温した。37.4%ホルマリン474部を80℃で滴下を開始し、30分で滴下を終了した。更に、反応温度を92℃に保ち3時間反応を行った。昇温を行い、反応生成水を系外に除去しながら110℃まで昇温した。残存フェノールを160℃にて減圧下回収を行い、フェノールノボラック樹脂を得た。更に温度を上げて2核体の一部を回収した。
Synthesis example 1
Nitrogen gas was prepared by charging 2500 parts of phenol and 7.5 parts of oxalic acid dihydrate into a reaction device consisting of a glass separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen gas introducing device, a cooling tube, and a dropping device. While stirring, the mixture was stirred and the temperature was raised. Dropping of 474 parts of 37.4% formalin was started at 80° C., and the dropping was completed in 30 minutes. Furthermore, the reaction temperature was kept at 92° C. and the reaction was carried out for 3 hours. The temperature was raised, and the temperature was raised to 110° C. while removing the water produced by the reaction outside the system. The residual phenol was recovered under reduced pressure at 160° C. to obtain a phenol novolac resin. The temperature was further raised to recover a part of the binuclear body.

合成例2
撹拌装置、温度計、窒素ス導入装置、冷却管、及び滴下装置を備えたガラス製セパラブルフラスコからなる反応装置に、合成例1で得られたフェノールノボラック樹脂666部、エピクロロヒドリン2111部を仕込み、窒素ガスを導入しながら撹拌を行い、50℃まで昇温した。49%水酸化ナトリウム水溶液14.2部を仕込み3時間反応を行った。64℃まで昇温し、水の還流が起きる程度に減圧し、49%水酸化ナトリウム水溶液458部を3時間かけて滴下し反応を行った。温度を70℃まで上げ脱水を行い、温度を135℃として残存するエピクロロヒドリンを回収した。常圧に戻し、メチルイソブチルケトン(MIBK)1232部を加えて溶解した。イオン交換水1200部を加え、撹拌静置して副生した食塩を水に溶解して除去した。次に49%水酸化ナトリウム水溶液37.4部を仕込み80℃で90分間撹拌反応して精製反応を行った。MIBKを追加し、水洗・分液を数回行い、イオン性不純物を除去した。溶剤を回収し、ノボラック型エポキシ樹脂を得た。得られたノボラック型エポキシ樹脂(a1)のGPCを図1に示す。図中、Aで示すピークが2核体であり、Bで示すピークが3核体である。2核体含有率9面積%、3核体含有率36面積%、数平均分子量648、エポキシ当量175であった。
Synthesis example 2
A reaction device comprising a glass separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a nitrogen gas introduction device, a cooling tube, and a dropping device was added to a phenol novolac resin 666 parts and epichlorohydrin 2111 parts obtained in Synthesis Example 1. Was charged, the mixture was stirred while introducing nitrogen gas, and the temperature was raised to 50°C. 14.2 parts of 49% sodium hydroxide aqueous solution was charged and the reaction was carried out for 3 hours. The temperature was raised to 64° C., the pressure was reduced to such an extent that water was refluxed, and 458 parts of a 49% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over 3 hours to carry out a reaction. The temperature was raised to 70°C for dehydration, and the temperature was adjusted to 135°C to recover the remaining epichlorohydrin. After returning to normal pressure, 1232 parts of methyl isobutyl ketone (MIBK) was added and dissolved. 1,200 parts of ion-exchanged water was added, and the mixture was left standing with stirring to dissolve the salt produced as a by-product in water and remove it. Next, 37.4 parts of a 49% aqueous sodium hydroxide solution was charged, and the mixture was stirred and reacted at 80° C. for 90 minutes to carry out a purification reaction. MIBK was added, and washing with water and liquid separation were performed several times to remove ionic impurities. The solvent was recovered to obtain a novolac type epoxy resin. The GPC of the obtained novolac type epoxy resin (a1) is shown in FIG. In the figure, the peak indicated by A is a binuclear body and the peak indicated by B is a trinuclear body. The dinuclear content was 9 area %, the trinuclear content was 36 area %, the number average molecular weight was 648, and the epoxy equivalent was 175.

合成例3
合成例1で得られたフェノールノボラック樹脂の代わりにLV−70S(群栄化学工業株式会社製フェノールノボラック樹脂)を用いた以外は合成例2と同様な操作を行い、ノボラック型エポキシ樹脂(a2)を得た。2核体含有率0.7面積%、3核体含有率56面積%、数平均分子量561、エポキシ当量175であった。
Synthesis example 3
The novolak type epoxy resin (a2) was obtained in the same manner as in Synthesis Example 2 except that LV-70S (phenol novolac resin manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.) was used in place of the phenol novolac resin obtained in Synthesis Example 1. Got The dinuclear content was 0.7 area %, the trinuclear content was 56 area %, the number average molecular weight was 561, and the epoxy equivalent was 175.

合成例4
合成例1と同様の装置に、合成例2で得られたノボラック型エポキシ樹脂(a1)を1000部、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキサイド(リン含有率14.2%、DOPO)を58部仕込み、窒素ガスを導入しながら撹拌を行い、昇温した。その後、130℃にて触媒としてトリフェニルホスフィンを0.06部添加して160℃で3時間反応を行って、リン含有エポキシ樹脂(E1)を得た。得られたリン含有エポキシ樹脂のエポキシ当量は194、リン含有率は0.8%であった。
Synthesis example 4
1000 parts of 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (phosphorus content rate) of the novolak type epoxy resin (a1) obtained in Synthesis Example 2 was placed in the same apparatus as in Synthesis Example 1. 58 parts of 14.2% (DOPO) was charged, the mixture was stirred while introducing nitrogen gas, and the temperature was raised. Then, 0.06 parts of triphenylphosphine as a catalyst was added at 130° C., and the mixture was reacted at 160° C. for 3 hours to obtain a phosphorus-containing epoxy resin (E1). The obtained phosphorus-containing epoxy resin had an epoxy equivalent of 194 and a phosphorus content of 0.8%.

合成例5
DOPOを259部、トリフェニルホスフィンを0.26部とした以外は合成例4と同様な操作を行なって、リン含有エポキシ樹脂(E2)を得た。得られたリン含有エポキシ樹脂のエポキシ当量は279、リン含有率は3.0%であった。
Synthesis example 5
A phosphorus-containing epoxy resin (E2) was obtained by performing the same operation as in Synthesis Example 4 except that 259 parts of DOPO and 0.26 part of triphenylphosphine were used. The obtained phosphorus-containing epoxy resin had an epoxy equivalent of 279 and a phosphorus content of 3.0%.

合成例6
DOPOを304部、トリフェニルホスフィンを0.30部とした以外は合成例4と同様な操作を行なって、リン含有エポキシ樹脂(E3)を得た。得られたリン含有エポキシ樹脂のエポキシ当量は303、リン含有率は3.4%であった。
Synthesis example 6
A phosphorus-containing epoxy resin (E3) was obtained by performing the same operations as in Synthesis Example 4 except that 304 parts of DOPO and 0.30 parts of triphenylphosphine were used. The obtained phosphorus-containing epoxy resin had an epoxy equivalent of 303 and a phosphorus content of 3.4%.

合成例7
DOPOを604部、トリフェニルホスフィンを0.60部とした以外は合成例4と同様な操作を行なって、リン含有エポキシ樹脂(E4)を得た。得られたリン含有エポキシ樹脂のエポキシ当量は550g/eq、リン含有率は5.5%であった。結果を表1にまとめる。
Synthesis example 7
A phosphorus-containing epoxy resin (E4) was obtained by performing the same operation as in Synthesis Example 4 except that 604 parts of DOPO and 0.60 part of triphenylphosphine were used. The obtained phosphorus-containing epoxy resin had an epoxy equivalent of 550 g/eq and a phosphorus content of 5.5%. The results are summarized in Table 1.

合成例8
合成例3で得られたノボラック型エポキシ樹脂(a2)を1000部、DOPOを259部、トリフェニルホスフィンを0.26部とした以外は合成例4と同様な操作を行なって、リン含有エポキシ樹脂(E5)を得た。得られたリン含有エポキシ樹脂のエポキシ当量は279、リン含有率は3.0%であった。
Synthesis example 8
A phosphorus-containing epoxy resin was prepared in the same manner as in Synthesis Example 4, except that the novolac-type epoxy resin (a2) obtained in Synthesis Example 3 was 1000 parts, the DOPO was 259 parts, and the triphenylphosphine was 0.26 parts. (E5) was obtained. The obtained phosphorus-containing epoxy resin had an epoxy equivalent of 279 and a phosphorus content of 3.0%.

合成例9
YDPN−638(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製フェノールノボラック型エポキシ樹脂、2核体含有率21面積%、3核体含有率15面積%、数平均分子量700、エポキシ当量179)を1000部、DOPOを58部、トリフェニルホスフィンを0.06部とした以外は合成例4と同様な操作を行なって、リン含有エポキシ樹脂(E6)を得た。得られたリン含有エポキシ樹脂のエポキシ当量は199、リン含有率は0.8%であった。
Synthesis Example 9
1000 parts of YDPN-638 (Nippon Steel Chemical & Materials Co., Ltd. phenol novolac type epoxy resin, dinuclear content 21 area %, trinuclear content 15 area %, number average molecular weight 700, epoxy equivalent 179), DOPO And 58 parts of triphenylphosphine and 0.06 parts of triphenylphosphine were used to perform the same operations as in Synthesis Example 4 to obtain a phosphorus-containing epoxy resin (E6). The obtained phosphorus-containing epoxy resin had an epoxy equivalent of 199 and a phosphorus content of 0.8%.

合成例10
YDPN−638を1000部、DOPOを604部、トリフェニルホスフィンを0.60部とした以外は合成例4と同様な操作を行なって、リン含有エポキシ樹脂(E7)を得た。得られたリン含有エポキシ樹脂のエポキシ当量は575、リン含有率は5.5%であった。
Synthesis example 10
A phosphorus-containing epoxy resin (E7) was obtained by performing the same operation as in Synthesis Example 4 except that 1000 parts of YDPN-638, 604 parts of DOPO, and 0.60 part of triphenylphosphine were used. The obtained phosphorus-containing epoxy resin had an epoxy equivalent of 575 and a phosphorus content of 5.5%.

合成例11
N−775(DIC株式会社製フェノールノボラック型エポキシ樹脂、2核体含有率8面積%、3核体含有率7面積%、数平均分子量6640、エポキシ当量187)を1000部、DOPOを259部、トリフェニルホスフィンを0.26部とした以外は合成例4と同様な操作を行なって、リン含有エポキシ樹脂(E8)を得た。得られたリン含有エポキシ樹脂のエポキシ当量は303、リン含有率は3.0%であった。
Synthesis Example 11
N-775 (phenolic novolac type epoxy resin manufactured by DIC Corporation, dinuclear content 8 area%, trinuclear content 7 area%, number average molecular weight 6640, epoxy equivalent 187) 1000 parts, DOPO 259 parts, A phosphorus-containing epoxy resin (E8) was obtained by performing the same operation as in Synthesis Example 4 except that 0.26 part of triphenylphosphine was used. The obtained phosphorus-containing epoxy resin had an epoxy equivalent of 303 and a phosphorus content of 3.0%.

以下の実施例で使用したエポキシ樹脂、硬化剤、フィラー、その他添加剤について記す。 The epoxy resin, curing agent, filler, and other additives used in the following examples will be described.

[エポキシ樹脂]
E1〜E8:合成例4〜11で得たリン含有エポキシ樹脂
E9:フェノールグリオキザール型エポキシ樹脂(国都化学株式会社製、KDT−4400、エポキシ当量220)
E10:クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(日鉄ケミカル&マテリアル株式会社製、YDCN−704、エポキシ当量208)
[Epoxy resin]
E1 to E8: Phosphorus-containing epoxy resin obtained in Synthesis Examples 4 to 11 E9: Phenol glyoxal type epoxy resin (KDT-4400, KDT-4400, epoxy equivalent 220)
E10: Cresol novolac type epoxy resin (Nittetsu Chemical & Materials Co., Ltd., YDCN-704, epoxy equivalent 208)

[硬化剤]
A1:ジシアンジアミド(日本カーバイド株式会社製、活性水素当量21)
A2:4,4’−ジアミンジフェニルスルホン(活性水素当量62)
A3:フェノールノボラック樹脂(アイカ工業株式会社製、ショウノールBRG−557、活性水素当量105、軟化点80℃)
[Curing agent]
A1: Dicyandiamide (Nippon Carbide Co., Ltd., active hydrogen equivalent 21)
A2: 4,4'-diaminediphenyl sulfone (active hydrogen equivalent 62)
A3: Phenol novolac resin (Aika Kogyo Co., Ltd., Shonor BRG-557, active hydrogen equivalent 105, softening point 80° C.)

[フィラー]
F1:水酸化アルミニウム(昭和電工株式会社製、ハイジライトH42M、平均粒径(D50)1μm)
F2:球状シリカ(アドマテックス株式会社製、アドマMファインSO−C2、平均粒径F3:球状アルミナ(デンカ株式会社製、DAM−05、平均粒径(D50)5μm)
F4:球状アルミナ(デンカ株式会社製、DAM−70、平均粒径(D50)70μm)
F5:窒化ホウ素(モメンティブ株式会社製、PT120、平均粒径(D50)10μm)
(D50)0.5μm)
[Filler]
F1: Aluminum hydroxide (manufactured by Showa Denko KK, Heidilite H42M, average particle size (D50) 1 μm)
F2: Spherical silica (Admatex Co., Ltd., Adma M Fine SO-C2, average particle size F3: Spherical alumina (Denka Co., Ltd., DAM-05, average particle size (D50) 5 μm)
F4: Spherical alumina (Denka Co., Ltd., DAM-70, average particle size (D50) 70 μm)
F5: Boron nitride (manufactured by Momentive Co., PT120, average particle diameter (D50) 10 μm)
(D50) 0.5 μm)

[その他]
2E4MZ:硬化促進剤、2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、キュアゾール2E4MZ)
KBM403:グリシドキシメトキシシラン型カップリング剤(信越化学工業株式会社製、KBM−403)
[Other]
2E4MZ: Curing accelerator, 2-ethyl-4-methylimidazole (manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd., Cureazole 2E4MZ)
KBM403: Glycidoxymethoxysilane type coupling agent (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-403)

実施例1
E1を100部、E9を50部、メチルエチルケトンとメトキシプロパノールの当質量比の混合溶液450部を同一容器に仕込み、均一な溶解を行った。そこに7.8部のA1をN,N−ジメチルホルムアミド29.2部に溶解した溶液と、2E4MZを0.01部追加して、更に混合・均一化を行い、エポキシ樹脂ワニスを得た。
一方、別途フィラーの処理として、71部のF2に対して、2.8部のKBM403を10%メタノール溶液としてよく混合した後にメタノールを乾燥除去し、これにF1を84部、F3を125部、F4を232部、F5を48部仕込み、フィラー混合物を得た。
エポキシ樹脂ワニスにフィラー混合物を投入し、ホモディスパーを用いて、1000rpmで30分間の撹拌混合を行い、エポキシ樹脂組成物ワニス(1)を得た。
Example 1
E1 of 100 parts, E9 of 50 parts, and 450 parts of a mixed solution of methyl ethyl ketone and methoxy propanol in an equivalent mass ratio were charged in the same container and uniformly dissolved. A solution prepared by dissolving 7.8 parts of A1 in 29.2 parts of N,N-dimethylformamide and 0.01 part of 2E4MZ were added thereto, and further mixed and homogenized to obtain an epoxy resin varnish.
On the other hand, as a separate filler treatment, 2.8 parts of KBM403 was thoroughly mixed with 71 parts of F2 as a 10% methanol solution, and then the methanol was dried and removed, and 84 parts of F1 and 125 parts of F3 were added to this. 232 parts of F4 and 48 parts of F5 were charged to obtain a filler mixture.
The filler mixture was added to the epoxy resin varnish, and the mixture was stirred and mixed at 1000 rpm for 30 minutes using a homodisper to obtain an epoxy resin composition varnish (1).

得られたエポキシ樹脂組成物ワニス(1)を、ガラスクロスWEA7628XS13(日東紡績株式会社製、0.18mm厚)に含浸した後、150℃の熱風循環炉中で8分間乾燥を行い、Bステージ状態のプリプレグを得た。得られたプリプレグを8枚重ねて、更にその上下層に銅箔(三井金属鉱業株式会社製、3EC、厚み35μm)を重ね、130℃×15分及び190℃で70分間、2MPaの加圧を行いながら真空プレスでの硬化を行って、1.6mm厚の積層板を得た。得られた積層板の特性評価(Tg、燃焼性、熱伝導率、及び耐トラッキング性)の結果を表1に示す。 After the obtained epoxy resin composition varnish (1) was impregnated into glass cloth WEA7628XS13 (manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., 0.18 mm thickness), it was dried in a hot air circulation oven at 150° C. for 8 minutes to be in a B stage state. I got a prepreg of. Eight sheets of the obtained prepreg were stacked, copper foil (manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., 3EC, thickness 35 μm) was further stacked on the upper and lower layers, and a pressure of 2 MPa was applied at 130° C.×15 minutes and 190° C. for 70 minutes. Curing was carried out in a vacuum press while doing so to obtain a laminated plate having a thickness of 1.6 mm. Table 1 shows the results of the characteristic evaluation (Tg, flammability, thermal conductivity, and tracking resistance) of the obtained laminated plate.

実施例2〜8、及び比較例1〜4
表1の配合量(部)で配合し、実施例1と同様の操作を行い、エポキシ組成物ワニス、プリプレグ、積層板、及び試験片を得た。実施例1と同様の試験を行い、その結果を表1に示す。
Examples 2-8 and Comparative Examples 1-4
The epoxy resin composition varnish, the prepreg, the laminated plate, and the test piece were obtained by blending with the blending amount (parts) in Table 1 and performing the same operation as in Example 1. The same test as in Example 1 was performed, and the results are shown in Table 1.

Figure 2020117607
Figure 2020117607

実施例1では、リン含有率が0.5%まで低くても難燃性が得られ、更に耐トラッキング性と非常に高い熱伝導率を得られる。また、実施例5ではリン含有率を高めても優れた耐トラッキング性を保持しつつ、十分な難燃性と熱伝導率を兼ね備えることができる。
一方、比較例では、耐トラッキング性と難燃性を維持しようとすると耐熱性が悪化し、耐トラッキング性と耐熱性を維持しようとするとは難燃性が悪化する等、バランスのよい特性の積層板を得ることができない。
このように、特定の分子量分布を持つフェノールノボラック型エポキシ樹脂とリン化合物を反応して得られるリン含有エポキシ樹脂を使用すれば、リン化合物の使用量を低減しつつ、CTI600V以上の耐トラッキング性と難燃性を両立して向上させ、更に熱伝導率が高い積層板を得ることができる。
In Example 1, even if the phosphorus content is as low as 0.5%, flame retardancy is obtained, and further, tracking resistance and extremely high thermal conductivity are obtained. Moreover, in Example 5, it is possible to have both sufficient flame retardancy and thermal conductivity while maintaining excellent tracking resistance even if the phosphorus content is increased.
On the other hand, in the comparative example, heat resistance deteriorates when trying to maintain tracking resistance and flame resistance, and flame resistance deteriorates when trying to maintain tracking resistance and heat resistance. You can't get a board.
As described above, when the phosphorus-containing epoxy resin obtained by reacting the phenol novolac type epoxy resin having a specific molecular weight distribution with the phosphorus compound is used, the amount of the phosphorus compound used is reduced and the tracking resistance of CTI 600 V or more is obtained. It is possible to obtain a laminate having both improved flame retardancy and higher thermal conductivity.

Claims (15)

エポキシ樹脂、硬化剤、フィラーを含むエポキシ樹脂組成物であって、エポキシ樹脂が、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー測定において2核体含有率が15面積%以下であり、3核体含有率が15〜60面積%であり、数平均分子量が350〜700である分子量分布を持つノボラック型エポキシ樹脂と、下記式(1)で表されるリン化合物とを反応させて得られたリン含有エポキシ樹脂を含むことを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
Figure 2020117607

式(1)において、R、Rはそれぞれ独立に、ヘテロ元素を有してもよい炭素数1〜20の炭化水素基を示し、直鎖状、分岐鎖状、環状であってもよく、またRとRが結合して環状構造を形成してもよい。n1、n2はそれぞれ独立に、0又は1である。
An epoxy resin composition containing an epoxy resin, a curing agent, and a filler, wherein the epoxy resin has a binuclear content of 15 area% or less and a trinuclear content of 15 to 60 in gel permeation chromatography measurement. Area-%, containing a phosphorus-containing epoxy resin obtained by reacting a novolac type epoxy resin having a number average molecular weight of 350 to 700 and a molecular weight distribution with a phosphorus compound represented by the following formula (1) An epoxy resin composition characterized by:
Figure 2020117607

In the formula (1), R 1 and R 2 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms which may have a hetero element, and may be linear, branched or cyclic. Alternatively, R 1 and R 2 may combine to form a cyclic structure. n1 and n2 are 0 or 1 each independently.
リン含有エポキシ樹脂が、下記一般式(5)で表される請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
Figure 2020117607

式(5)において、Aは芳香族環基であり、芳香族環基は置換基を有してもよい。Xは2価の結合基である。mは1又は2である。iは繰返し数であって、0以上の数を示し、その平均値は0.5〜5である。Zはそれぞれ独立に下記式(6)で表されるリン含有基又はグリシジルオキシ基であるが、全部のZがいずれか一方の基であることはなく、下記式(6)で表されるリン含有基とグリシジルオキシ基とをそれぞれ少なくとも一つは含む。
Figure 2020117607

式(6)において、R、R、n1、及びn2は前記式(1)のR、R、n1、及びn2とそれぞれ同義である。
The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the phosphorus-containing epoxy resin is represented by the following general formula (5).
Figure 2020117607

In Formula (5), A is an aromatic ring group, and the aromatic ring group may have a substituent. X is a divalent linking group. m is 1 or 2. i is the number of repetitions and indicates a number of 0 or more, and the average value thereof is 0.5 to 5. Z is independently a phosphorus-containing group or a glycidyloxy group represented by the following formula (6), but not all Zs are either groups, and a phosphorus represented by the following formula (6) At least one containing group and at least one glycidyloxy group are included.
Figure 2020117607

In the formula (6), R 1, R 2, n1, and n2 are the same meanings as R 1, R 2, n1, and n2 in the formula (1).
リン含有エポキシ樹脂のリン含有率が0.8〜5.5質量%である請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to claim 1 or 2, wherein the phosphorus content of the phosphorus-containing epoxy resin is 0.8 to 5.5% by mass. エポキシ樹脂組成物のリン含有率が、フィラーを除く固形分として、0.3〜4.0質量%である請求項1〜3のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the phosphorus content of the epoxy resin composition is 0.3 to 4.0 mass% as solid content excluding the filler. エポキシ樹脂が、前記リン含有エポキシ樹脂と共に、エポキシ当量100〜300g/eq.のリン不含有エポキシ樹脂を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin, together with the phosphorus-containing epoxy resin, has an epoxy equivalent of 100 to 300 g/eq. The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 4, comprising the phosphorus-free epoxy resin. エポキシ樹脂のエポキシ基1モルに対して、硬化剤の活性水素基が0.3〜2.0モルである請求項1〜5のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the active hydrogen group of the curing agent is 0.3 to 2.0 mol with respect to 1 mol of the epoxy group of the epoxy resin. フィラーの配合量が、エポキシ樹脂100質量部に対して、50〜400質量部である請求項1〜6のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the compounding amount of the filler is 50 to 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin. フィラーが、熱伝導率が10W/m・K未満である汎用フィラー及び熱伝導率が10W/m・K以上である高熱伝導性フィラーであり、汎用フィラーと高熱伝導性フィラーの比率が15/85〜30/70(質量比)である請求項1〜7のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。 The filler is a general-purpose filler having a thermal conductivity of less than 10 W/m·K and a high-heat conductive filler having a thermal conductivity of 10 W/m·K or more, and the ratio of the general-purpose filler to the high-thermal conductive filler is 15/85. It is 30/70 (mass ratio), The epoxy resin composition of any one of Claims 1-7. 汎用フィラーが、シリカ、酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、又は炭酸カルシウムの少なくとも1つである請求項8に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to claim 8, wherein the general-purpose filler is at least one of silica, titanium oxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, or calcium carbonate. 高熱伝導性フィラーが、金属窒化物、金属酸化物、炭化物、コランダム、又はアルミニウム粉体の少なくとも1つである請求項8に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to claim 8, wherein the high thermal conductive filler is at least one of metal nitride, metal oxide, carbide, corundum, or aluminum powder. エポキシ樹脂100質量部に対して、カップリング剤を0.1〜3質量部含む請求項1〜10のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 10, which contains 0.1 to 3 parts by mass of the coupling agent with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物を硬化してなることを特徴とする硬化物。 A cured product obtained by curing the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 11. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物を用いることを特徴とするプリプレグ。 A prepreg characterized by using the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 11. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物を用いることを特徴とする接着シート。 An adhesive sheet comprising the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 11. 請求項1〜11のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物を用いることを特徴とする積層板。
A laminate comprising the epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 11.
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