JP2653608B2 - 低誘電率熱硬化性樹脂組成物 - Google Patents

低誘電率熱硬化性樹脂組成物

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JP2653608B2 JP15962292A JP15962292A JP2653608B2 JP 2653608 B2 JP2653608 B2 JP 2653608B2 JP 15962292 A JP15962292 A JP 15962292A JP 15962292 A JP15962292 A JP 15962292A JP 2653608 B2 JP2653608 B2 JP 2653608B2
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
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    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/032Organic insulating material consisting of one material
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は低誘電率、低誘電正接で
金属への接着性に優れた高耐熱性の熱硬化性樹脂組成物
に関するものであり、積層板、金属箔張積層板等に好適
に使用されるものである。
【0002】
【従来の技術】近年、高周波領域で用いられるプリント
配線に耐熱性に優れ低誘電率、低誘電正接の積層板用樹
脂が望まれている。これに対し誘電率の小さいフッ素樹
脂やポリフェニレンエーテル樹脂などの熱可塑性樹脂が
提案されているが、作業性、接着性が悪く、信頼性に欠
けるなどの問題があった。そこで作業性、接着性を改善
する目的でエポキシ変性ポリフェニレンエーテル樹脂或
いはポリフェニレンエーテル変性エポキシ樹脂も提案さ
れている。しかしエポキシ樹脂の誘電率が高く満足な特
性が得られていない。ポリフェニレンエーテル樹脂と多
官能シアン酸エステル樹脂類、更にこれにその他の樹脂
を配合し、ラジカル重合開始剤を添加し、予備反応させ
てなる硬化可能な樹脂組成物(特開昭57−18535
0号公報参照)が知られているが、誘電率の低下は不充
分であった。
【0003】また熱硬化性の 1,2−ポリブタジエンを
主成分とするポリブタジエン樹脂は低誘電率であるが、
接着性に劣り耐熱性が不充分であった。ポリフェニレン
エーテル樹脂100重量部に対し 1,2−ポリブタジエ
ン樹脂5〜20重量部、架橋性モノマー5〜10重量部
及びラジカル架橋剤を配合した組成物(特開昭61−8
3224公報参照)が知られているが、分子量数千の
1,2−ポリブタジエン樹脂を用いた場合には組成物か
ら溶媒を除いた場合にベタツキが残り、ガラス基材等に
塗布、含浸して得られるプリプレグがタックフリーの状
態を維持できないので実用上問題があった。一方ベタツ
キを無くすために高分子量の 1,2−ポリブタジエンを
用いる方法があるが、この方法によれば溶媒への溶解性
が低下し溶液が高粘度になり流動性が低下し実用上問題
であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は低誘電率、高
耐熱性、高接着性を有し作業性にも優れた熱硬化性樹脂
を得るべく鋭意検討を重ねた結果なされたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は下記一般
式〔1〕で表わされるエポキシ化合物を主成分とするエ
ポキシ樹脂(A)、一般式〔2a〕又は〔2b〕で表わ
されるフェノール化合物(B)、及び一般式〔3〕で表
わされるポリフェニレンエーテル(C)からなり、それ
ぞれの割合が エポキシ樹脂(A) 100重量部 フェノール化合物(B) 20〜150重量部 ポリフェニレンエーテル(C) 5〜150重量部 であることを特徴とする低誘電率熱硬化性樹脂組成物で
ある。
【0006】
【化1】 ここで、kは0又は100以下の整数を示す。R1 ,R
2 はメチル基、エチル基、イソプロピル基、ターシャリ
ーブチル基等のアルキル基を示し、互いに同じであって
も異なっていてもよい。Xはメチレン基、エチレン基、
イソプロピリデン基、イソブチレン基、ヘキサフルオロ
イソプロピリデン基等のアルキレン基又は
【化2】 (R3 ,R4 ,R5 ,R6 は炭素数1以上のアルキル基
を示し、互いに同じであっても異なっていてもよい。)
を示す。
【0007】
【化3】 m、nは1以上の整数を示す。
【0008】
【化4】 7 はメチル基、エチル基、イソプロピル基、又はター
シャリーブチル基で、pは1以上の整数を示す。
【0009】
【作用】本発明において用いられるエポキシ樹脂は一般
式〔1〕で表わされるエポキシ化合物を主成分とするも
のである。分子内の芳香族環や、その連結部分に嵩高い
アルキル置換基等を導入することで分子体積を大きくす
ることが可能であり、その結果誘電率を通常のビスフェ
ノールAタイプのエポキシ樹脂よりも小さくすることが
できるので好ましい。また一般式〔1〕におけるkは1
00以下であることが好ましい。100を越えた高分子
量のものは積層板を製造する工程において作業性が低下
するので好ましくない。また本発明のエポキシ樹脂はそ
の全量のうち15〜40重量%に相当するハロゲン置換
基を有することが好ましい。15重量%未満であると難
燃性が得られないので好ましくなく、40重量%を越え
ると耐熱性が損われるので好ましくない。ハロゲン置換
基は特に限定されるものではないが臭素、塩素等を挙げ
ることができる。また必要に応じて難燃助剤を添加する
こともできる。
【0010】本発明において用いられるフェノール化合
物は一般式〔2a〕又は〔2b〕で示されるが、分子内
にフェノール性水酸基を有するため、エポキシ樹脂の硬
化剤として機能するものである。更に分子骨格には、脂
肪族環化構造を有するために誘電率並びに誘電正接の値
を下げる機能を併せ持つので好ましい。このフェノール
化合物の水酸基当量は100〜2000であることが望
ましい。100未満であると誘電特性向上効果が薄れる
ので好ましくなく、2000を越えるとエポキシの硬化
剤としては架橋密度が低下して、充分な耐熱性が得られ
ないので好ましくない。本発明に用いられるフェノール
化合物の具体例を挙げると、日本石油株式会社製フェノ
ール樹脂IPP−500L、IPP−500M、IPP
−500Hなどがあるが、特にこれらに限定されるもの
ではない。また悪影響を及ぼさない範囲で他のエポキシ
硬化剤を併用することもできる。
【0011】本発明において用いられるポリフェニレン
エーテルは一般式〔3〕で示されるが、低誘電率、低誘
電正接性を示すので高周波用積層板用樹脂の構成成分と
して好ましい。しかしながら、クロロホルム中、25℃
で測定した極限粘度が 2.0を越えるポリフェニレンエ
ーテルは分子量が高いためにエポキシ樹脂やフェノール
化合物との相溶性が低下し、積層板製造工程における作
業性の低下や金属との接着性の低下を招くので好ましく
ない。極限粘度が 2.0以下であればエポキシ樹脂及び
フェノール化合物との相溶性も良好で、上記のような欠
点を招くことなく、誘電特性の優れた積層板用樹脂とな
るので好ましい。本発明の低誘電率熱硬化性樹脂組成物
は特定のエポキシ樹脂(A)、フェノール化合物
(B)、及びポリフェニレンエーテル(C)からなるも
のであるが、それぞれの割合はエポキシ樹脂(A)10
0重量部に対してフェノール化合物(B)20〜150
重量部、ポリフェニレンエーテル(C)5〜150重量
部であることが望ましい。フェノール化合物(B)が2
0重量部未満であると誘電率低下効果が不充分であり、
150重量部を越えると耐熱性が低下してしまうので好
ましくない。ポリフェニレンエーテルが5重量未満であ
ると誘電正接を低下させる効果に乏しく、150重量部
を越えると金属への接着性が低下したり、耐溶剤性が低
下するので好ましくない。本発明の熱硬化性樹脂組成物
は特定のエポキシ樹脂、フェノール化合物及びポリフェ
ニレンエーテルを含有してなるものであるが、硬化速度
を調整するために硬化促進剤を用いることができる。硬
化促進剤としては、イミダゾール化合物、有機リン化合
物、第3級アミン、第4級アンモニウム塩などが用いら
れる。これらの促進剤は何種類かを併用することも可能
である。配合量はエポキシ樹脂に対して0.01〜5重
量%が好ましい。0.01重量%未満であると促進効果
が小さく、5重量%を越えると保存安定性が低下する。
【0013】本発明のエポキシ樹脂組成物を種々の形態
で利用されるが、基材に塗布含浸する際にはしばしば溶
剤が用いられる。用いられる溶剤は組成物の一部或いは
全てに対して良好な溶解性を示すことが必要であるが、
悪影響を及ぼさない範囲で貧溶媒を用いることもでき
る。用いられる溶剤の例を挙げると、アセトン、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサ
ノン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレン、メシチレ
ン等の芳香族炭化水素系溶剤、メチルセルソルブ、エチ
ルセルソルブブチルアルソルブ、イソブチルセルソル
ブ、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエ
チレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリ
コールモノメチルエーテル、ジプロピレングールモノメ
チルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエー
テル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、
エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチ
レングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレン
グリコールモノブチルエーテル等の各種グリコールエー
テル系溶剤、メチルセルソルブアセテート、エチルセル
ソルブアセテート、ブチルセルソルブアセテート、酢酸
エチル等のエステル系溶剤、エチレングリコールジメチ
ルエーテル、ジエチレングタコールジメチルエーテル、
ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレング
リコールジブチルエーテル等のジアルキルグリコールエ
ーテル系溶剤、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N
−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン
等のアミド系溶剤、メタノール、エタノール等のアルコ
ール系溶剤があり、これらは何種類かを併用して用いる
こともできる。
【0014】本発明のエポキシ樹脂組成物を上記溶剤を
用いて得られるワニスは、ガラス織布、ガラス不織布又
は紙、あるいはガラス以外を成分とする布等の基材に塗
布、含浸させ乾燥炉中で80〜200℃の範囲内で乾燥
させることにより、プリント配線板用プリプレグを得る
ことができる。プリプレグは加熱加圧してプリント配線
板を製造することに用いられるが、本発明のエポキシ樹
脂組成物は低誘電率、低誘電正接で作業性に優れ金属へ
の接着性に優れた高耐熱性の熱硬化性樹脂であり、積層
板、金属張積層板等に好適に使用されるものである。
【0015】
【実施例】以下本発明を実施例により更に詳しく説明す
る。 《実施例1》エポキシ当量が300である次式で示され
るエポキシ化合物66部(重量部、以下同じ)
【0016】
【化5】
【0017】にテトラブロモビスフェノールAを34部
加えて120℃に加熱撹拌し、更に2−メチルイミダゾ
ールを 0.01部添加して150℃で4時間反応させ、
エポキシ当量400、臭素含有率20%である固形のエ
ポキシ樹脂を得た。以下、これを樹脂(A−1)と略記
する。樹脂(A−1)100部に対してOH当量185
なる日本石油株式会社製のフェノール樹脂IPP−50
0Lを樹脂(A−1)に対して当量比(エポキシ基モル
数/水酸基モル数)が1になるように 46.25部添加
し、これにクロロホルム中、25℃で測定した極限粘度
が 0.40であるポリ(2,6−ジメチルフェニレンエ
ーテル)を 36.56部加え、更に3者の固形分の合計
100部に対して硬化促進剤2−エチル−4−メチルイ
ミダゾール 0.8部を加え、トルエンで不揮発分濃度5
0%となるようワニス溶液を調整した。しかる後このワ
ニスを用いてガラスクロス(厚さ0.18mm、日東紡績
(株)製Eガラス)100部にワニスを固形分で43部含
浸させて150℃の乾燥炉中で4分間乾燥させ、プリプ
レグを作成した。得られたプリプレグはタックフリーで
作業性に優れていた。上記乾燥プリプレグ8枚重ねて上
下に35μm厚の電解銅箔を重ねて、圧力40kgf/cm
2 、温度175℃で1時間加熱加圧成形を行い、厚さ
1.6mmの積層板を得た。この積層板の表面をエッチ
ング除去した後、121℃で圧力 2.0気圧のプレッシ
ャークッカー条件下で20時間処理し、重量増加分を測
定した。結果を表2に示す。
【0018】また、誘電率及び誘電正接の測定は JIS C
6481に準じて行ない周波数1MHzの静電容量を測定し
て求めた。半田耐熱性、ピール強度についても JIS C 6
481に準じて測定し、半田耐熱性は260℃、300秒
で外観の異常の有無を調べた。難燃性はUL−94規格
に従い垂直法により評価した。またガラス転移温度は粘
弾性法により tan δ のピーク温度から求めた。これら
の結果を合わせて表2に示す。
【0019】《実施例2》エポキシ当量が250である
次式〔5〕で示されるエポキシ化合物66部に
【化6】
【0020】テトラブロモビスフェノールA34部を加
えて実施例1と同様の条件で反応させ、エポキシ当量2
75、臭素含有率20%である固形のエポキシ樹脂を得
た。以下これを樹脂(A−2)と略記する。樹脂(A−
2)100部に対して実施例1で使用したIPP−50
0L 67.27部添加し、更に実施例1で使用したポリ
フェニレンエーテル 41.82部を加え、以下実施例1
と同様の方法で積層板を製造し各種特性を評価した。表
2に結果を示す。
【0021】《実施例3〜6及び比較例1〜6》表1に
示した配合処方で、これ以外は全て実施例1と同様の方
法で積層板を製造し、その結果を表2に示す。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【発明の効果】表1、表2の結果からも明らかなよう
に、本発明のエポキシ樹脂組成物は低誘電率、低誘電正
接で金属への接着性及び耐熱性にも優れた熱硬化性樹脂
組成物である。従って低誘電率や低誘電正接が必要とさ
れるプリント配線板用には最適な樹脂であり、従来の積
層板用樹脂と同様の工程で銅張積層板を製造することが
でき産業上のメリット大である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−37256(JP,A) 特開 平3−166218(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式〔1〕で表わされるエポキシ
    化合物を主成分とするエポキシ樹脂(A)、下記一般式
    〔2a〕又は〔2b〕で表わされるフェノール化合物
    (B)、及び下記一般式〔3〕で表わされるポリフェニ
    レンエーテル(C)からなり、それぞれの割合が エポキシ樹脂(A) 100重量部 フェノール化合物(B) 20〜150重量部 ポリフェニレンエーテル(C) 5〜150重量部 であることを特徴とする低誘電率熱硬化性樹脂組成物。 【化1】 ここで、kは0又は100以下の整数を示す。R1 ,R
    2 はメチル基、エチル基、イソプロピル基、ターシャリ
    ーブチル基等のアルキル基を示し、互いに同じであって
    も異なっていてもよい。Xはメチレン基、エチレン基、
    イソプロピリデン基、イソブチレン基、ヘキサフルオロ
    イソプロピリデン基等のアルキレン基又は 【化2】 (R3 ,R4 ,R5 ,R6 は炭素数1以上のアルキル基
    を示し、互いに同じであっても異なっていてもよい。)
    を示す。 【化3】 m、nは1以上の整数を示す。 【化4】 7 はメチル基、エチル基、イソプロピル基、又はター
    シャリーブチル基で、pは1以上の整数を示す。
  2. 【請求項2】 エポキシ樹脂(A)が、その全量のうち
    15〜40重量%のハロゲン置換基を有することを特徴
    とする請求項1記載の樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 フェノール化合物(B)の水酸基当量が
    100〜2000であることを特徴とする請求項1記載
    の樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 ポリフェニレンエーテル(C)が、クロ
    ロホルム溶液中、25℃で測定した極限粘度 2.0以下
    であることを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。
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US5834565A (en) * 1996-11-12 1998-11-10 General Electric Company Curable polyphenylene ether-thermosetting resin composition and process
US6197898B1 (en) 1997-11-18 2001-03-06 General Electric Company Melt-mixing thermoplastic and epoxy resin above Tg or Tm of thermoplastic with curing agent

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