JP3261076B2 - 積層板用変性シアネートエステル系硬化性樹脂組成物並びにこれを用いたプリプレグ及び積層板 - Google Patents

積層板用変性シアネートエステル系硬化性樹脂組成物並びにこれを用いたプリプレグ及び積層板

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JP3261076B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波帯域におい
て低損失性が求められる積層板を製造するのに適した積
層板用変性シアネートエステル系硬化性樹脂組成物並び
にこれを用いた積層板用プリプレグ及び金属張り積層板
に関する。
【0002】
【従来の技術】高度情報化社会では大量のデータを高速
で処理する必要があり、コンピュータや情報機器端末な
どでは信号の高周波化が進んでいる。しかしながら、電
気信号は周波数が高くなる程伝送損失が大きくなるとい
う性質があり、高周波化に対応した低損失性の印刷配線
板の開発が強く求められている。
【0003】印刷配線板での伝送損失は、配線(導体)
の形状、表皮抵抗、特性インピーダンス等で決まる導体
損と配線周りの絶縁層(誘電体)の誘電特性で決まる誘
電体損とからなり、高周波回路では誘電体損による電力
ロスの影響が大きい。したがって、高周波回路の伝送損
失を低減するためにはプリント配線板用基板(特に絶縁
樹脂)の低誘電率及び低誘電正接(tanδ)化が必要
と考えられる。例えば、高周波信号を扱う移動体通信関
連の機器では、信号の高周波化に伴い準マイクロ波帯
(1〜3GHz)での伝送損失を少なくするため誘電正
接の低い基板が強く望まれるようになっている。
【0004】またコンピュータなどの電子情報機器で
は、大量の情報を短時間で処理するために動作周波数が
200MHzを越える高速マイクロプロセッサの開発や
信号の高周波化が進んでいる。このような高速パルス信
号を扱う機器では印刷配線板上での遅延が問題になって
きた。印刷配線板での信号遅延時間は配線まわりの絶縁
物の比誘電率εrの平方根に比例して長くなるため、コ
ンピュータなどに用いられる配線板では誘電率の低い基
板用樹脂が要求されている。
【0005】以上のような信号の高周波化に対応し印刷
配線板の高周波特性を改善する樹脂組成物として、熱硬
化性樹脂の中で最も誘電率が低いシアネートエステル樹
脂による組成物として、特公昭46−41112号公報
に示されているシアネートエステル/エポキシ樹脂組成
物、特公昭52−31279号公報に示されているビス
マレイミド/シアネートエステル/エポキシ樹脂組成物
を用いる方法がある。
【0006】また熱可塑性樹脂を用いて高周波特性を改
善するものとして、特公平5-77705号公報に示さ
れているポリフェニレンエーテル樹脂(PPO又はPP
E)と架橋性ポリマ/モノマとの樹脂組成物及び特公平
6-92533号公報に示されている特定の硬化性官能
基を持つポリフェニレンエーテル樹脂と架橋性モノマと
の樹脂組成物等のように耐熱性熱可塑性樹脂の中では誘
電特性が良好なポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を
用いる方法がある。
【0007】また誘電率が低いシアネートエステル樹脂
と誘電特性が良好なポリフェニレンエーテル樹脂からな
る樹脂組成物を用いて高周波特性を改善するものとし
て、特公昭63-33506号公報に示されているシア
ネートエステル/ビスマレイミドとポリフェニレンエー
テル樹脂との樹脂組成物、特開平5-311071号公
報に示されているフェノール変性樹脂/シアネートエス
テル反応物とポリフェニレンエーテル樹脂との樹脂組成
物を用いる方法がある。更に高周波特性の良い耐熱性成
形材料として、特公昭61-18937号公報に示され
ているようにポリフェニレンエーテル樹脂にシアネート
エステル樹脂を混練した樹脂組成物がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】特公昭46-4111
2号公報や特公昭52-31279号公報に示される方
法は、誘電率が若干低くなるもののシアネートエステル
樹脂以外の他の熱硬化性樹脂を含有しているため高周波
特性が不十分という問題点があった。
【0009】特公平5-77705号公報や特公平6-9
2533号公報に示される方法は、誘電特性は改善され
るものの、本来熱可塑性ポリマであるポリフェニレンエ
ーテル樹脂を主体としているために樹脂組成物の溶融粘
度が高く流動性が不足するという問題点があった。した
がって、積層板をプレス成形する時に高温高圧が必要と
なったり、微細な回路パターン間の溝を埋める必要の有
る多層印刷配線板を製造するには成形性が悪くて不適で
あった。
【0010】特公昭63-33506号公報や特開平5-
311071号公報に示される方法は、ポリフェニレン
エーテル樹脂と併用する熱硬化性樹脂がビスマレイミド
/シアネートエステル樹脂やフェノール変性樹脂/シア
ネートエステル反応物であるため、誘電特性が若干改善
されるものの高周波特性は依然として不十分であるとい
う問題点があった。なお、高周波特性を良くするために
ポリフェニレンエーテル樹脂の配合量を増加すると前述
のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物と同様に樹脂組
成物の溶融粘度が高くなって流動性が不足するため成形
性が悪いという問題点があった。
【0011】また特公昭61-18937号公報に示さ
れるポリフェニレンエーテル樹脂にシアネートエステル
樹脂を混練した樹脂組成物は誘電特性が良好であり、か
つシアネートエステル樹脂で変性すると溶融粘度が低く
なるために樹脂組成物の成形性も比較的良好であるもの
の、硬化性成分としてシアネートエステルを単独で用い
るとその樹脂硬化物の誘電特性は誘電正接が誘電率の値
の割に高いという傾向にあり、高周波帯域の伝送損失を
十分に低減できないという問題点があった。さらに、誘
電正接を低くするためシアネートエステルの配合量を少
なく(ポリフェニレンエーテル樹脂の配合量を増加)す
ると前述のポリフェニレンエーテル系樹脂組成物と同様
に樹脂組成物の溶融粘度が高くなって流動性が不足する
ため成形性が悪いという問題点があった。
【0012】このような状況を鑑みて本発明者らは、先
に特定のシアネートエステル樹脂を1価フェノール類化
合物で変性した組成物をマトリックス樹脂の一部または
全部に用いる方法(特願平9−80033号)を提案し
た。しかしながら、特定のシアネートエステル樹脂を1
価フェノール類化合物で変性することによって高周波特
性が良好な樹脂組成物を得ることができたが、使用して
いる特定のシアネートエステル樹脂が特殊かつ高価であ
るという問題点があった。
【0013】本発明は、耐熱性が良好で、従来のエポキ
シ樹脂などの熱硬化性樹脂積層板と同様な成形性及び加
工性を具備し、かつ誘電特性、高周波帯域での誘電正接
が低く低損失性に優れた高密度多層配線板製造が可能な
硬化性樹脂組成物並びにこれを用いた積層板用プリプレ
グ及び金属張り積層板を提供するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)式
(1)で示されるシアネートエステル類化合物、(B)
式(2)で示される1価フェノール類化合物、(C)ポ
リフェニレンエーテル樹脂、(D)シアネートエステル
類化合物との反応性を有しない難燃剤及び(E)金属系
反応触媒を必須成分としてなる高周波特性に優れる積層
板用変性シアネートエステル系硬化性樹脂組成物並びに
これを用いた積層板用プリプレグ及び金属張り積層板で
ある。
【0015】
【化4】
【0016】
【化5】
【0017】また更に加えて本発明は、(A)式(1)
で示されるシアネートエステル類化合物の100重量部
に対して、(B)式(2)で示される1価フェノール類
化合物を4〜30重量部を反応させて得られる変性シア
ネートエステル系樹脂を用いると好ましいものである。
【0018】
【発明の実施の形態】高分子材料など誘電特性は双極子
の配向分極による影響が大きく、したがって分子内の極
性基を少なくすることにより低誘電率化が図れ、また極
性基の運動性を抑えることにより誘電正接を低くするこ
とが可能である。シアネートエステル樹脂は、極性の強
いシアナト基を有していながら硬化時には対称性かつ剛
直なトリアジン構造を生成するので、熱硬化性樹脂とし
ては最も低い誘電率及び誘電正接の硬化物が得られると
いう特徴がある。
【0019】しかしながら、実際の硬化反応において
は、シアネートエステル樹脂中のすべてのシアナト基が
反応してトリアジン構造を生成するということは不可能
であり、硬化反応の進行に伴って反応系が流動性を失い
未反応のシアナト基として系内に残存することになる。
その結果、これまでは本来の硬化物より誘電率や誘電正
接の高い硬化物しか得られなかった。
【0020】これに対して本発明の樹脂組成物では、
(B)1価フェノール類化合物を適正量配合することで
未反応として残るシアナト基をイミドカーボネート化し
てその極性を減じることにより硬化物の誘電率と誘電正
接を低下させようとしたものである。この目的で用いる
材料としては、シアナト基との反応性が高く、また単官
能で比較的低分子量でありかつシアネートエステル樹脂
との相溶性が良い(分子構造に類似性があり)化合物が
適していると考えられる。本発明の樹脂組成物で用いて
いる1価のフェノール類化合物は、このような理由によ
って特定された化合物である。
【0021】従来、シアネートエステルの三量化反応
(トリアジン環の生成)の助触媒として、ノニルフェノ
ール等のフェノール化合物はシアネートエステル100
重量部に対して1〜2重量部程度用いられていた。しか
し、配合量が触媒量であったため上記のような、未反応
のシアナト基と反応し低極性化するという効果は認めら
れなかった。しかるに本発明者らがフェノール化合物の
配合量について検討した結果、フェノール化合物を従来
よりも多量に配合することにより硬化物の誘電率と誘電
正接が低下することを認め、かつ特定の一価フェノール
類化合物を用いれば、配合量が増える事による耐熱性の
低下も抑制できることを見出した。そのため本発明の方
法によれば、これまでのシアネートエステル樹脂単独の
硬化物や、従来のエポキシ樹脂や多価フェノール類(片
方の水酸基が未反応基として残り易いため誘電特性をか
えって悪化させる)及びビスマレイミド等を配合した樹
脂の硬化物よりも誘電率と誘電正接の低い硬化物が得ら
れるようになった。
【0022】したがって本発明の積層板用変性シアネー
トエステル系硬化性樹脂組成物では、1価フェノール類
化合物の配合量が重要である。すなわち、配合量が少な
い場合は未反応として残存する全てのシアナト基と反応
し低極性化することができず、配合量が必要量より多い
場合はかえって自分自身が未反応として残存し、自身の
水酸基の極性によって硬化物の誘電特性を悪化させてし
まうことになるからである。
【0023】さらに本発明の積層板用変性シアネートエ
ステル系硬化性樹脂組成物では、誘電特性が良好な熱可
塑性樹脂である(C)ポリフェニレンエーテル樹脂を上
記の変性シアネートエステル樹脂に配合することにより
誘電特性の向上を図っている。シアネートエステル樹脂
とポリフェニレンエーテル樹脂とは、本来非相容系であ
り均一な樹脂を得ることが困難であるが、本発明者らが
見出した手法によれば、(A)シアネートエステル類化
合物と(B)1価フェノール類化合物の反応を、ポリフ
ェニレンエーテル樹脂の溶媒溶液中で反応を行うと、い
わゆる“セミIPN(interpenetrating polymer netwo
rk)化樹脂が生成し均一な樹脂溶液が得られることがわ
かった。
【0024】また本発明の樹脂組成物において用いられ
る難燃剤は、(A)シアネートエステル類化合物と
(B)1価フェノール類化合物の反応を阻害しないよう
にシアネートエステル類化合物と反応性を有しないこと
が必須であり、このような難燃剤として脂環式難燃剤
(脂肪族環型難燃剤)があげられ、これらは炭化水素系
の低極性化合物であるため硬化物の誘電特性を悪化させ
ることが少ない。また、もう一種類の特定した難燃剤は
炭化水素系以外の化合物であってもシアネートエステル
の硬化物と同様なトリアジン構造をもっているためシア
ネートエステル樹脂硬化物に相容し易く、耐熱性や誘電
特性を悪化させることなく耐燃性を付与することができ
る。
【0025】本発明の積層板用変性シアネートエステル
系硬化性樹脂組成物は、(A)式(1)で示されるシア
ネートエステル類化合物、(B)式(2)で示される1
価フェノール類化合物、(C)ポリフェニレンエーテル
樹脂、(D)シアネートエステル類化合物と反応性を有
しない難燃剤及び(E)金属系反応触媒を必須成分とす
る。
【0026】本発明における(A)シアネートエステル
類化合物は、式(1)で示されように1分子中にシアナ
ト基を2個有するシアネートエステル類化合物である。
式(1)で示される化合物としては、例えば、ビス(4
−シアナトフェニル)エタン、2,2−ビス(4−シア
ナトフェニル)プロパン、2,2−ビス(3,5−ジメ
チル−4−シアナトフェニル)メタン、2,2−ビス
(4−シアナトフェニル)−1,1,1,3,3,3−
ヘキサフルオロプロパン、α,α’−ビス(4−シアナ
トフェニル)−m−ジイソプロピルベンゼン、フェノー
ル付加ジシクロペンタジエン重合体のシアネートエステ
ル化物等が挙げられる。その中でも、2,2−ビス(4
−シアナトフェニル)プロパン及び2,2−ビス(3,
5−ジメチル−4−シアナトフェニル)メタンのいずれ
か1種又は、両者の混合物が硬化物の誘電特性と成形性
のバランスが特に良好であるため好ましい。また(A)
シアネートエステル類化合物は、一種類を単独で用いて
もよく、又は二種類以上を混合して用いてもよい。
【0027】本発明における(B)1価フェノール類化
合物は、式(2)で示される1価フェノール類であり、
耐熱性の良好な化合物が好ましい。式(2)で示される
化合物としては、例えば、p−(α−クミル)フェノー
ルが挙げられる。なお、(B)1価フェノール類化合物
は、一種類を単独で用いてもよく、又は二種類以上を混
合して用いてもよい。
【0028】本発明における(B)1価フェノール類化
合物の配合量は、(A)シアネートエステル類化合物1
00重量部に対して、4〜30重量部とするのが好まし
く、5〜30重量部とすることがより好ましく、5〜2
5重量部とすることがさらに好ましい。(B)1価フェ
ノール類化合物の配合量が4重量部未満では十分な誘電
特性が得られず、特に高周波帯域での誘電正接が十分に
低くならない傾向がある。また30重量部を超えるとか
えって誘電正接が高くなるという傾向があり望ましくな
い。したがって、本発明が提供する高周波帯において誘
電正接の低いシアネートエステル系樹脂硬化物を得るた
めには、(A)シアネートエステル類化合物に対して適
切な配合量の(B)1価フェノール類化合物を配合する
必要がある。
【0029】本発明における(A)シアネートエステル
類化合物と(B)1価フェノール類化合物は、通常、そ
れぞれを反応させて得られる変性シアネートエステル樹
脂として用いられる。すなわち、(A)シアネートエス
テル類化合物のプレポリマ化とともに、(A)シアネー
トエステル類化合物に(B)1価フェノール類化合物を
付加させたイミドカーボネート化変性樹脂として用いら
れる。
【0030】(A)シアネートエステル類化合物と
(B)1価フェノール類化合物を反応させる際には、
(B)1価フェノール類化合物を反応初期から上記の適
正配合量の全部を投入して反応させて変性シアネートエ
ステル樹脂としても良いし、反応初期は上記の適正配合
量の一部を反応させ、冷却後残りの(B)1価フェノー
ル類化合物を投入して、Bステージ化時あるいは硬化時
に反応させて変性シアネートエステル樹脂としても良
い。
【0031】本発明における(C)ポリフェニレンエー
テル樹脂としては、例えば、ポリ(2,6−ジメチル−
1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジメチ
ル−1,4−フェニレン)エーテルとポリスチレンのア
ロイ化ポリマ、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェ
ニレン)エーテルとスチレン−ブタジエンコポリマのア
ロイ化ポリマ等が挙げられ、その中でも、ポリ(2、6
−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテルとポリスチ
レンのアロイ化ポリマ及びポリ(2,6−ジメチル−
1,4−フェニレン)エーテルとスチレン−ブタジエン
コポリマのアロイ化ポリマ等が好ましく、ポリ(2,6
−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル成分を50
重量%以上含有するポリマであることが硬化物の誘電特
性が良好であるために好ましく、65重量%以上含有す
ることがより好ましい。
【0032】本発明における(C)ポリフェニレンエー
テル樹脂の配合量は、(A)シアネートエステル類化合
物100重量部に対して、5〜300重量部とすること
が好ましく、10〜200重量部とすることがより好ま
しく、15〜100重量部とすることがさらに好まし
い。(C)ポリフェニレンエーテル樹脂の配合量が5重
量部未満では十分な誘電特性が得られなくなる傾向があ
り、300重量部を超えると樹脂の溶融粘度が高くなっ
て流動性が不足するため成形性が悪くなり、また(A)
シアネートエステル類の反応性も悪くなる傾向がある。
【0033】本発明における(D)シアネートエステル
類化合物と反応性を有しない難燃剤としては、例えば、
1,2−ジブロモ−4−(1,2−ジブロモエチル)シ
クロヘキサン、テトラブロモシクロヘキサン、ヘキサブ
ロモシクロドデカン、ポリブロモジフェニルエーテル、
臭素化ポリスチレン、臭素化ポリカーボネート及び式
(3)で示される臭素化トリフェニルシアネート系難燃
剤等が挙げられ、その中でも、1,2−ジブロモ−4−
(1,2−ジブロモエチル)シクロヘキサン、テトラブ
ロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロドデカン、
2,4,6−トリス(トリブロモフェノキシ)−1,
3,5−トリアジン等が得られる硬化物の誘電特性が良
好であるのでより好ましい。
【0034】
【化6】
【0035】本発明における(D)シアネートエステル
類化合物と反応性を有しない難燃剤の配合量は、(A)
シアネートエステル類化合物、(B)1価フェノール類
化合物及び(C)ポリフェニレンエーテル樹脂の総量1
00重量部に対して5〜30重量部とすることが好まし
く、5〜20重量部とすることがより好ましく、10〜
20重量部とすることがさらに好ましい。(D)シアネ
ートエステル類化合物と反応性を有しない難燃剤の配合
量が5重量部未満では耐燃性が不十分となる傾向があ
り、30重量部を超えると樹脂の耐熱性が低下する傾向
がある。
【0036】本発明の(E)金属系反応触媒は、(A)
シアネートエステル類化合物と(B)1価フェノール類
化合物との反応を促進するものであり、変性シアネート
系樹脂組成物を製造する際の反応触媒及び積層板を製造
する際の硬化促進剤として用いられる。金属系反応触媒
類としては、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、
亜鉛等の金属触媒類が用いられ、具体的には、2−エチ
ルヘキサン酸塩やナフテン酸塩等の有機金属塩化合物及
びアセチルアセトン錯体などの有機金属錯体として用い
られる。変性シアネート系樹脂組成物を製造する際の反
応促進剤と積層板を製造する際の硬化促進剤で同一の金
属系反応触媒を単独で用いてもよく、又はそれぞれ別の
二種類以上を用いてもよい。
【0037】本発明における(E)金属系反応触媒の配
合量は、(A)シアネートエステル類化合物1(g)に
対して1〜300ppmとすることが好ましく、1〜2
00ppmとすることがより好ましく、2〜150pp
mとすることがさらに好ましい。(E)金属系反応触媒
の配合量が1ppm未満では反応性及び硬化性が不十分
となる傾向があり、300ppmを超えると反応の制御
が難しくなったり、硬化が速くなりすぎて成形性が悪く
なる傾向がある。また、本発明における(E)金属系反
応触媒の配合時期は、変性シアネートエステル系硬化性
樹脂組成物を製造する際に反応促進剤及び硬化促進剤と
して必要な量を同時にまとめて配合してもよいし、変性
シアネートエステル系硬化性樹脂組成物を製造する際に
変性反応の促進に必要な量を用い、反応終了後残りの触
媒、又は別の金属系触媒を硬化促進剤として添加混合し
てもよい。
【0038】本発明の積層板用変性シアネートエステル
系硬化性樹脂組成物には、上記必須成分以外に必要に応
じて無機充填剤及びその他添加剤を配合することができ
る。充填剤としては、シリカ、アルミナ、水酸化アルミ
ニウム、炭酸カルシウム、クレイ、タルク、窒化珪素、
窒化ホウ素、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸
鉛、チタン酸ストロンチウム等を使用することができ
る。この配合量としては、本発明の樹脂組成物の総量1
00重量部に対して、250重量部以下とすることが、
本発明の樹脂ワニスをガラス布などの基材に含浸する場
合に、均一な樹脂付着量で、かつ、良好な外観を得るた
め好ましい。
【0039】以上説明した本発明の積層板用変性シアネ
ートエステル系硬化性樹脂組成物は、例えば、以下に示
すようにして積層板用プリプレグ又は金属張り積層板の
製造に供せられる。すなわち本発明の積層板用変性シア
ネートエステル系硬化性樹脂組成物を溶剤に溶解ないし
分散してしてワニスとし、ガラス布などの基材に含浸し
乾燥することによってまずプリプレグを作製する。つい
でこのプリプレグを1枚ないし任意枚数重ねその上下面
又は片面に金属箔を重ねて加熱加圧成形することにより
両面又は片面の金属張り積層板とすることができる。
【0040】本発明の積層板用変性シアネートエステル
系硬化性樹脂組成物をワニス化する場合に用いられる溶
剤の具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等
の芳香族炭化水素類、トリクロロエチレン、クロロベン
ゼン等のハロゲン化炭化水素類、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系
やN−メチルピロリドンなどの窒素系溶剤などが用いら
れる。特にベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭
化水素類がより好ましい。これらの溶剤類は一種類単独
で用いてもよく又は二種類以上を混合して用いてもよ
い。芳香族炭化水素系溶剤の配合量は、(C)ポリフェ
ニレンエーテル樹脂100重量部に対して150〜50
0重量部が好ましく、150〜400重量部がより好ま
しく、150〜300重量部がさらに好ましい。
【0041】さらにアセトン、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
は、本発明の積層板用変性シアネートエステル系硬化性
樹脂組成物に対する溶解度は低いが、上記の溶媒類と併
用した場合は本発明の樹脂組成物の懸濁溶液を生成し、
高濃度でかつ粘度の低い溶液が得られるという利点があ
る。この観点から、本発明の積層板用変性シアネートエ
ステル系硬化性樹脂組成物をワニス化する場合に用いる
溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香
族炭化水素類とアセトン、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類との
混合溶媒が特に好ましい。ケトン系溶剤の配合量は、芳
香族炭化水素系溶剤100重量部に対して50〜500
重量部用いるのが好ましく、50〜400重量部がより
好ましく、50〜300重量部がさらに好ましい。
【0042】
【実施例】以下、実施例により本発明をより詳細に説明
する。表1に示す配合量に従い積層板用ワニスを製造し
た。
【0043】(実施例1)温度計、冷却管、攪拌装置を
備えた5リットルの4つ口セパラブルフラスコに、トル
エン450gと(C)ポリフェニレンエーテル樹脂とし
て、 PKN4752(日本ジーイープラスチックス株
式会社製商品名)210gを投入し、80℃に加熱し攪
拌溶解した。次に(A)シアネートエステル類化合物と
して、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)プロパ
ン(ArocyB−10、旭チバ株式会社製商品名)7
00gと(B)1価フェノール類化合物として、p−
(α−クミル)フェノール(サンテクノケミカル株式会
社製)64g、(D)シアネートエステル類化合物と反
応性を有しない難燃剤として臭素化トリフェニルシアヌ
レート(ピロガードSR−245、第一工業製薬株式会
社製商品名)135gを投入溶解後、ナフテン酸コバル
ト(Co含有量=8重量%、日本化学産業株式会社製)
の10重量%トルエン溶液4gを添加し還流温度で1時
間反応させた。ついで反応液を冷却し、内温が90℃に
なったらメチルエチルケトン(MEK)600gを攪拌
しながら投入し懸濁化させた。さらに室温まで冷却した
後、ナフテン酸亜鉛(Zn含有量=8重量%、日本化学
産業株式会社製)の10重量%トルエン溶液1gを添加
し攪拌溶解して積層板用樹脂ワニス(固形分濃度=51
重量%)を製造した。
【0044】(実施例2)温度計、冷却管、攪拌装置を
備えた5リットルの4つ口セパラブルフラスコに、トル
エン300gとポリフェニレンエーテル樹脂(PKN4
752、日本ジーイープラスチックス株式会社製商品
名)140gを投入し、80℃に加熱し攪拌溶解した。
次に2,2−ビス(4−シアネートフェニル)プロパン
(ArocyB−10、旭チバ株式会社製商品名)70
0g、p−(α−クミル)フェノール(サンテクノケミ
カル株式会社製)10g、臭素化トリフェニルシアヌレ
ート(ピロガードSR−245、第一工業製薬株式会社
製商品名)125gを投入溶解後、ナフテン酸マンガン
(Mn含有量=8重量%、日本化学産業株式会社製)の
10重量%トルエン溶液3gを添加し還流温度で1時間
反応させた。ついで反応液を冷却し、内温が90℃にな
ったらメチルエチルケトン(MEK)600gを攪拌し
ながら投入し懸濁化させた。さらに室温まで冷却した
後、p−(α−クミル)フェノール75g、ナフテン酸
亜鉛(Zn含有量=8重量%、日本化学産業株式会社
製)の10重量%トルエン溶液1gを添加し攪拌溶解し
て積層板用樹脂ワニス(固形分濃度=54重量%)を製
造した。
【0045】(実施例3)温度計、冷却管、攪拌装置を
備えた5リットルの4つ口セパラブルフラスコに、トル
エン300gとポリフェニレンエーテル(PKN475
2、日本ジーイープラスチックス株式会社製商品名)8
0gを投入し、80℃に加熱し攪拌溶解した。次にα,
α’−ビス(4−シアナトフェニル)−m−ジイソプロ
ピルベンゼン(RTX−366、旭チバ株式会社製商品
名)800g、p−(α−クミル)フェノール(サンテ
クノケミカル株式会社製)10gを投入溶解後、ナフテ
ン酸鉄(鉄含有量=5重量%、日本化学産業株式会社
製)の10%重量トルエン溶液2gを添加し還流温度で
1時間反応させ、ついでテトラブロモシクロオクタン
(SaytexBC−48、アルベマール社製商品名)
110gを投入溶解させた。反応液を冷却し、内温が9
0℃になったらメチルエチルケトン(MEK)600g
を攪拌しながら投入し懸濁化させた。さらに室温まで冷
却した後、p−(α−クミル)フェノール75g、ナフ
テン酸銅(銅含有量=5重量%、日本化学産業株式会社
製)の10重量%トルエン溶液2gを添加し攪拌溶解し
て積層板用樹脂ワニス(固形分濃度=54重量%)を製
造した。
【0046】(実施例4)温度計、冷却管、攪拌装置を
備えた5リットルの4つ口セパラブルフラスコに、トル
エン600gとポリフェニレンエーテル樹脂(PKN4
752、日本ジーイープラスチックス株式会社製商品
名)300gを投入し、80℃に加熱し攪拌溶解した。
次にビス(3,5−ジメチル−4−シアナトフェニル)
メタン(ArocyM−10、旭チバ株式会社製商品
名)600g、p−(α−クミル)フェノール(サンテ
クノケミカル株式会社製)30gを投入溶解後、ナフテ
ン酸コバルト(Co含有量=8重量%、日本化学産業株
式会社製)の10重量%トルエン溶液4gを添加し還流
温度で1時間反応させ、ついでヘキサブロモシクロドデ
カン(CD−75P、グレートレイクス社製商品名)1
50gを投入溶解させた。反応液を冷却し、内温が90
℃になったらメチルエチルケトン(MEK)750gを
攪拌しながら投入し懸濁化させた。さらに室温まで冷却
した後、p−(α−クミル)フェノール120gを添加
し攪拌溶解して積層板用樹脂ワニス(固形分濃度=47
重量%)を製造した。
【0047】(実施例5)温度計、冷却管、攪拌装置を
備えた5リットルの4つ口セパラブルフラスコに、トル
エン750gとポリフェニレンエーテル樹脂(PKN4
752、日本ジーイープラスチックス株式会社製商品
名)400gを投入し、80℃に加熱し攪拌溶解した。
次に2,2−ビス(4−シアナトフェニル)−1,1,
1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(Arocy
F−10,旭チバ株式会社製商品名)500g、p−
(α−クミル)フェノール(サンテクノケミカル社製)
28gを投入溶解後、ナフテン酸銅(Cu含有量=5重
量%、日本化学産業株式会社製)の10重量%トルエン
溶液6gを添加し還流温度で1時間反応させ、ついで
1,2−ジブロモ−4−(1,2−ジブロモエチル)シ
クロヘキサン(SaytexBCL−462、アルベマ
ール社製商品名)150gを投入溶解させた。ついで反
応液を冷却し、内温が90℃になったらメチルエチルケ
トン(MEK)500gを攪拌しながら投入し懸濁化さ
せた。室温まで冷却した後、ナフテン酸マンガン(Mn
含有量=8重量%、日本化学産業株式会社製)の10重
量%トルエン溶液1gを添加し攪拌溶解して積層板用樹
脂ワニス(固形分濃度=46重量%)を製造した。
【0048】(比較例1)実施例1において、トルエン
1800gにポリフェニレンエーテル樹脂(PKN47
52、日本ジーイープラスチックス株式会社製商品名)
210g、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)プ
ロパン(ArocyB−10、旭チバ株式会社製商品
名)700g及びp−(α−クミル)フェノールの代わ
りに2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
(BPA;ビスフェノールA、三井東圧化学株式会社
製)69gを投入し、攪拌溶解後ナフテン酸コバルト
(Co含有量=8重量%、日本化学産業株式会社製)の
10重量%トルエン希釈溶液3gを添加して還流温度で
1時間反応させた。ついで、難燃剤としてシアナト基と
反応性を有する臭素化ビスフェノールA型エポキ樹脂
(ESB400、住友化学工業株式会社製商品名)20
0gを投入溶解し冷却した。しかし常温付近で樹脂溶液
が固化(グリース状)したため、トルエン1200gを
さらに添加して攪拌溶解し積層板用樹脂ワニス(固形分
濃度=28重量%)を製造した。
【0049】(比較例2)実施例1において、トルエン
1800gにポリフェニレンエーテル樹脂(PKN47
52、日本ジーイープラスチックス株式会社製商品名)
210g、2,2−ビス(4−シアネートフェニル)プ
ロパン(ArocyB−10、旭チバ株式会社製商品
名)700g及びp−(α−クミル)フェノールの代わ
りにノニルフェノール(三井東圧化学株式会社製)11
gを投入し、攪拌溶解後ナフテン酸コバルト(Co含有
量=8重量%、日本化学産業株式会社製)の10重量%
トルエン希釈溶液4gを添加して還流温度で1時間反応
させた。ついで、難燃剤としてシアナト基と反応性を有
する臭素化ビスフェノールA型エポキ樹脂(ESB40
0、住友化学工業株式会社製商品名)190gを投入溶
解し冷却した。しかし常温付近で樹脂溶液が固化(グリ
ース状)したため、トルエン900gをさらに添加して
攪拌溶解し積層板用樹脂ワニス(固形分濃度=29重量
%)を製造した。
【0050】(比較例3)実施例1において、トルエン
1500gにポリフェニレンエーテル樹脂(PKN47
52、日本ジーイープラスチックス株式会社製商品名)
210gを投入し80℃に加熱して攪拌溶解し、次に
2,2−ビス(4−シアネートフェニル)プロパン(A
rocyB−10、旭チバ株式会社製商品名)の代わり
に2,2−ビス(4−シアネートフェニル)プロパンの
オリゴマ(ArocyB−30、旭チバ株式会社製商品
名)700g、p−(α−クミル)フェノールの代わり
にノニルフェノール67g及び難燃剤としてシアナト基
と反応性を有する臭素化ビスフェノールA型エポキ樹脂
(ESB400、住友化学工業株式会社製)200gを
投入して80℃で1時間加熱溶解した。ついで常温まで
冷却し、ナフテン酸亜鉛(Zn含有量=8重量%、日本
化学産業株式会社製)の10重量%トルエン溶液2gを
添加して積層板用樹脂ワニス(固形分濃度=44重量
%)を製造した。しかし、この樹脂ワニスは2日後にポ
リフェニレンエーテル樹脂の凝集分離物が観察された。
【0051】(比較例4)実施例4において、トルエン
1600gとポリフェニレンエーテル樹脂(PKN47
52、日本ジーイープラスチックス株式会社製商品名)
300g、ビス(3,5−ジメチル−4−シアナトフェ
ニル)メタン(ArocyM−10、旭チバ株式会社製
商品名)600g及びp−(α−クミル)フェノール
(サンテクノケミカル株式会社製)の代わりにノニルフ
ェノール9gを投入し、攪拌溶解後ナフテン酸マンガン
(Mn含有量=8重量%、日本化学産業株式会社製)の
10重量%トルエン溶液3gを添加して還流温度で1時
間反応させた。ついで、難燃剤としてシアナト基と反応
性を有するテトラブロモビスフェノールA(ファイヤガ
ードFG−2000、帝人化成株式会社製商品名)15
0gを投入溶解し冷却した。しかし常温付近で樹脂溶液
が固化(グリース状)したため、トルエン1200gを
さらに添加して攪拌溶解し積層板用樹脂ワニス(固形分
濃度=27重量%)を製造した。
【0052】
【表1】
【0053】(A)B−10(旭チバ株式会社製);2,2-ビス
(4-シアナトフェニル)プロパン M−10(旭チバ株式会社製);ビス(3,5-ジメチル-4-シ
アナトフェニル)メタン F−10(旭チバ株式会社製);2,2-ビス(4-シアナトフェ
ニル)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン RTX-366(旭チバ株式会社製);α,α’-ビス(4-シ
アナトフェニル)-m-ジイソプロピルベンゼン B−30(旭チバ株式会社製);2,2-ビス(4-シアナトフ
ェニル)プロパンのオリゴマ (B)PCP(サンテクノケミカル株式会社製);p−(α
−クミル)フェノール BPA(ビスフェノールA、三井東圧化学株式会社製);
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン NP(三井東圧化学株式会社製);ノニルフェノール (C)PPO(ノニルPKN4752、日本シ゛ーイーフ゜ラスチックス
株式会社製商品名);ポリフェニレンエーテル (D)BCL−462(アルベマール社製商品名);1,2-ジブ
ロモ-4-(1,2-ジブロモエチル)シクロヘキサン BC−48(アルベマール社製商品名);テトラブロモシ
クロオクタン CD−75P(グレートレイクス社製商品名);ヘキサブ
ロモシクロドデカン SR−245(第一工業製薬株式会社製商品名);2,4,6-
トリス(トリブロモフェノキシ)-1,3,5-トリアジン ESB-400(住友化学工業株式会社製商品名);臭素化
ビスフェノールA型エポキシ樹脂 TBA(FG−2000、帝人化成株式会社製商品名);
臭素化ビスフェノールA (E)Co;ナフテン酸コバルト(Co=8重量%、日本
化学産業製)の10重量%トルエン溶液 Zn;ナフテン酸亜鉛(Zn=8重量%、日本化学産業
株式会社製)の10重量%トルエン溶液 Mn;ナフテン酸マンガン(Mn=8重量%、日本化学
産業株式会社製)の10重量%トルエン溶液 Fe;ナフテン酸鉄(Fe=5重量%、日本化学産業株
式会社製)の10重量%トルエン溶液 Cu;ナフテン酸銅(Cu=5重量%、日本化学産業株
式会社製)の10重量%トルエン溶液
【0054】得られた積層板用樹脂ワニスを0.2mm
厚のEガラス布(坪量209g/m2)に含浸し、14
0℃で5〜10分(ゲル化時間(170℃)が5〜7分
になるように)加熱して樹脂付着量40〜45重量%の
積層板用プリプレグを得た。なお、比較例1、2及び4
の積層板用樹脂ワニスの場合は、固形分濃度が低いため
上記含浸塗工作業を繰り返し2回行って樹脂付着量40
〜45重量%の積層板用プリプレグを得た。また比較例
3のプリプレグは、シアネートエステル樹脂とポリフェ
ニレンエーテル樹脂の分離が観察された。
【0055】次にプリプレグ4枚と両側に18μm厚の
銅箔を積層し、170℃、2.5MPaの条件で60分
プレス成形した後、230℃で120分加熱処理して銅
箔張り積層板を作製した。得られた銅箔張り積層板に、
ついて以下に示す測定方法により誘電特性、はんだ耐熱
性、銅箔引き剥がし強さ及び耐燃性を測定した。その結
果を表2に示す。
【0056】<特性評価方法> ・比誘電率及び誘電正接/1GHz:トリプレート構造
直線線路共振器法により測定した。 ・はんだ耐熱性:銅箔をエッチングにより除去した試験
片をPCT(121℃、0.22MPa)中に保持した
後、260℃の溶融はんだに20秒浸漬して、外観を調
べた。表中のOKとは、ミーズリング及びふくれの発生
が無いことを示し、NGとは、ミーズリング及びふくれ
の発生が発生したことを示す。 ・銅箔引き剥がし強さ:JIS−C−6481に準拠し
て測定した。 ・耐燃性:UL−94垂直試験法に準拠して測定した。
【0057】
【表2】
【0058】表2から明らかなように、実施例1〜5の
積層板用変性シアネートエステル系硬化性樹脂組成物を
用いた積層板は、何れも1GHzでの比誘電率、誘電正
接が低く、吸湿時のはんだ耐熱性、銅箔引き剥がし強さ
が良好である。これに対して比較例は、1GHzの比誘
電率及び誘電正接が高く、耐熱性などに劣る。
【0059】
【発明の効果】本発明の積層板用変性シアネート系硬化
性樹脂組成物並びにこれを用いた積層板用プリプレグ及
び金属張り積層板は、高周波帯域での誘電率や誘電正接
が低く、かつはんだ耐熱性、銅箔引き剥がし強さ及び耐
燃性が良好であり、高周波信号を扱う機器の積層板に用
いる積層板用樹脂組成物として好適である。そして、積
層板用プリプレグに用いるワニスは、高濃度化が可能で
あり、従来のエポキシ樹脂ワニスのように1回の塗工で
所望の固形分を得ることができる。 また本発明の金属
張り積層板は、高周波帯域での誘電正接が低く低損失性
に優れ、無線通信関連の端末機器やアンテナ、マイクロ
プロセッサの動作周波数が数百MHzを超えるような高
速コンピュータなどに用いられる配線板用の基板として
好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08K 5/3477 C08K 5/3477 C09D 179/00 C09D 179/00 H05K 1/03 610 H05K 1/03 610H 610S // C07D 251/34 C07D 251/34 N C08J 5/24 CEZ C08J 5/24 CEZ (C08L 79/00 (C08L 79/00 71:12) 71:12) (72)発明者 根岸 春巳 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化 成工業株式会社 下館工場内 (56)参考文献 特開 平10−273532(JP,A) 特開 平10−273533(JP,A) 特開 平11−12463(JP,A) 特開 平11−12464(JP,A) 特開 平11−21453(JP,A) 特開 平11−21503(JP,A) 特開 平11−21504(JP,A) 特開 平11−124450(JP,A) 特開 平11−124451(JP,A) 特開 平11−124452(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 79/00 - 79/08 C08G 73/00 - 73/26

Claims (22)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)式(1): 【化1】 で示されるシアネートエステル化合物、 (B)式(2): 【化2】 で示される1価フェノール化合物、 (C)ポリフェニレンエーテル樹脂、 (D)前記(A)成分と反応性を有しない難燃剤、並び
    に (E)前記(A)成分と前記(B)成分との反応の促進
    剤及び積層板製造における硬化促進剤として用いられる
    金属系反応触媒を含有することを特徴とする積層板用樹
    脂組成物。
  2. 【請求項2】 前記(B)成分が、前記(A)成分10
    0重量部に対して、4〜30重量部である、請求項1記
    載の積層板用樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 前記(C)成分が、前記(A)成分10
    0重量部に対して、5〜300重量部であり、 前記(D)成分が、前記(A)成分、(B)成分、
    (C)成分の総計100重量部に対して、5〜30重量
    部であり、かつ前記(E)成分が、前記(A)成分1g
    に対して、1〜300ppmである、請求項1又は2に記
    載の積層板用樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 前記(A)成分が、2,2−ビス(4−
    シアナトフェニル)プロパン及び/又は2,2−ビス
    (3,5−ジメチル−4−シアナトフェニル)メタンで
    ある、請求項1〜3のいずれか1項記載の積層板用樹脂
    組成物
  5. 【請求項5】 前記(B)成分が、p−(α−クミル)
    フェノールである、請求項1〜4のいずれか1項記載の
    積層板用樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 前記(C)成分が、ポリ(2,6−ジメ
    チル−1,4−フェニレン)エーテルとポリスチレン又
    はスチレン−ブタジエンコポリマとのアロイ化ポリマで
    あって、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレ
    ン)エーテルを50重量%以上含有する、請求項1〜5
    のいずれか1項記載の積層板用樹脂組成物。
  7. 【請求項7】 前記(D)成分が、1,2−ジブロモ−
    4−(1,2−ジブロモエチル)シクロヘキサン、テト
    ラブロモシクロオクタン及びヘキサブロモシクロドデカ
    ンから選ばれる脂環式難燃剤の1種又は2種類以上の混
    合物である、請求項1〜6のいずれか1項記載の積層板
    用樹脂組成物。
  8. 【請求項8】 前記(D)成分が、式(3): 【化3】 で示される臭素化トリフェニルシアヌレート系難燃剤を
    少なくとも1種含む、請求項1〜6のいずれか1項記載
    の積層板用樹脂組成物。
  9. 【請求項9】 前記(E)成分が、マンガン、鉄、コバ
    ルト、ニッケル、銅及び亜鉛の2−エチルヘキサン酸
    塩、ナフテン酸塩及びアセチルアセトン錯体から選ばれ
    る1種又は2種類以上である、請求項1〜8のいずれか
    1項記載の積層板用樹脂組成物。
  10. 【請求項10】 請求項1〜9のいずれか1項記載の積
    層板用樹脂組成物を、溶剤に溶解又は分散してワニスと
    し、このワニスを基材に含浸後、80〜200℃で乾燥
    させて得られる積層板用プリプレグ。
  11. 【請求項11】 請求項10に記載の積層板用プリプレ
    グを、1枚ないし複数枚重ね、さらにその上下面又は片
    面に金属箔を積層し、加熱加圧して得られる金属張り積
    層板。
  12. 【請求項12】 (A′)式(1): 【化4】 で示されるシアネートエステル化合物と(B′)式
    (2): 【化5】 で示される1価フェノール化合物の一部又は全部を反応
    させて得られる変性シアネートエステル樹脂、 (C′)ポリフェニレンエーテル樹脂、 (D′)前記(A′)成分と反応性を有しない難燃剤、
    並びに (E′)前記(A′)成分と前記(B′)成分との反応
    の促進剤及び積層板製造における硬化促進剤として用い
    られる金属系反応触媒を含有することを特徴とする積層
    板用樹脂組成物。
  13. 【請求項13】 前記変性シアネートエステル樹脂が、
    前記(A′)成分100重量部と前記(B′)成分4〜
    30重量部の一部又は全部を反応させて得られる変性シ
    アネートエステル樹脂である、請求項12記載の積層板
    用樹脂組成物。
  14. 【請求項14】 前記変性シアネートエステル樹脂が、
    前記(A′)成分100重量部と前記(B′)成分4〜
    30重量部の一部又は全部を反応させて得られる変性シ
    アネートエステル樹脂であり、 前記(C′)成分が、前記(A′)成分100重量部に
    対して、5〜300重量部であり、 前記(D′)成分が、前記(A′)成分、(B′)成
    分、(C′)成分の総計100重量部に対して、5〜3
    0重量部であり、かつ前記(E′)成分が、前記
    (A′)成分1gに対して、1〜300ppmである、請求
    項12記載の積層板用樹脂組成物。
  15. 【請求項15】 前記(A′)成分が、2,2−ビス
    (4−シアナトフェニル)プロパン及び/又は2,2−
    ビス(3,5−ジメチル−4−シアナトフェニル)メタ
    ンである、請求項12〜14のいずれか1項記載の積層
    板用樹脂組成物。
  16. 【請求項16】 前記(B′)成分が、p−(α−クミ
    ル)フェノールである、請求項12〜15のいずれか1
    項記載の積層板用樹脂組成物。
  17. 【請求項17】 前記(C′)成分が、ポリ(2,6−
    ジメチル−1,4−フェニレン)エーテルとポリスチレ
    ン又はスチレン−ブタジエンコポリマとのアロイ化ポリ
    マであって、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニ
    レン)エーテルを50重量%以上含有する、請求項12
    〜16のいずれか1項記載の積層板用樹脂組成物。
  18. 【請求項18】 前記(D′)成分が、1,2−ジブロ
    モ−4−(1,2−ジブロモエチル)シクロヘキサン、
    テトラブロモシクロオクタン及びヘキサブロモシクロド
    デカンから選ばれる脂環式難燃剤の1種又は2種類以上
    の混合物である、請求項12〜17のいずれか1項記載
    の積層板用樹脂組成物。
  19. 【請求項19】 前記(D′)成分が、式(3): 【化6】 で示される臭素化トリフェニルシアヌレート系難燃剤の
    少なくとも1種を含む、請求項12〜17のいずれか1
    項記載の積層板用樹脂組成物。
  20. 【請求項20】 前記(E′)成分が、マンガン、鉄、
    コバルト、ニッケル、銅及び亜鉛の2−エチルヘキサン
    酸塩、ナフテン酸塩及びアセチルアセトン錯体から選ば
    れる1種又は2種類以上である、請求項1〜19のいず
    れか1項記載の積層板用樹脂組成物。
  21. 【請求項21】 請求項12〜20のいずれか1項記載
    の積層板用樹脂組成物を、溶剤に溶解又は分散してワニ
    スとし、このワニスを基材に含浸後、80〜200℃で
    乾燥させて得られる積層板用プリプレグ。
  22. 【請求項22】 請求項21記載の積層板用プリプレグ
    を、1枚ないし複数枚重ね、さらにその上下面又は片面
    に金属箔を積層し、加熱加圧して得られる金属張り積層
    板。
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