JP3302176B2 - 積層板用樹脂組成物及びこれを用いた積層板 - Google Patents

積層板用樹脂組成物及びこれを用いた積層板

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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/032Organic insulating material consisting of one material
    • H05K1/0326Organic insulating material consisting of one material containing O

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  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は室温付近での安定性に優
れ、且つ高温での硬化性に優れた、速硬化性フェノール
樹脂積層板用樹脂組成物及び積層板に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】最近、絶縁材料、特に通信機及び電子機
器に使用される民生用フェノール樹脂積層板及び銅張積
層板は、加工設備の自動化、省エネルギーの観点から常
温又は常温付近の比較的低温での打抜き加工性の優れた
ものが要求されている。このため、通常、積層板用樹脂
としては各種のアルキルフェノールをフェノールと併用
し、更に乾性油等で変性したフェノール・ホルムアルデ
ヒド樹脂が使用されている。
【0003】しかし、乾性油による変性は、乾性油と反
応したフェノールのオルソ位、パラ位の反応性を低下さ
せ、更に乾性油鎖による立体障害は架橋構造をとりにく
くするために、乾性油で変性したフェノール・ホルムア
ルデヒド樹脂は硬化速度が遅い。更に乾性油による変性
では、乾性油の重合物が生成するため、架橋間鎖長が長
くなり、架橋密度も低下させる。このために積層板中の
樹脂は短い積層成形時間では硬化不足になりやすく、耐
熱性、機械強度、電気的特性、耐水性等の特性が低下す
る。又、打抜き加工の際には、架橋密度が低いため層間
剥離等が発生しやすい。しかし、一方で生産性の向上の
ため、短時間の加熱成形により所期の性能を発揮するこ
とが求められている。この目的で最近ではワニスに各種
の触媒を添加する形で短時間の加熱成形を可能としてい
る事例(例えば特開昭50−84690号公報)がある
が、これらの触媒を用いると、加熱成形時の硬化性は向
上する反面、室温付近で放置しただけでも樹脂化反応が
進行し、結果として樹脂の積層基材への含浸不良を起こ
し上記特性を低下させる。このように室温付近でのワニ
スの保存性と高温での速硬化性を両立させることは困難
であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の乾性
油変性フェノール・ホルムアルデヒド樹脂の硬化速度が
遅く短時間の加熱成形では十分な性能が得られないとい
う問題点と高温で反応性に富んでも室温付近での安定性
が無いという問題点とを解決するためになされたもの
で、その目的とするところは、室温付近でのワニスの保
存安定性に優れ、且つ短い積層成形時間でも硬化性に優
れ、打抜き加工性、機械的特性、電気的特性、耐水性の
良好なフェノール樹脂積層板用樹脂組成物及びこれを用
いた積層板を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、乾性油変性フ
ェノール・ホルムアルデヒド樹脂を60〜90重量%含
有するフェノール・ホルムアルデヒド樹脂100重量部
に対し、分子内に複数のアミン構造を持つ化合物を0.
1〜20重量部添加した積層板用樹脂組成物であって、
分子内に複数のアミン構造を持つ化合物が、2,5−ジ
メチルピペラジン、4−アミノメチルピペリジン、1−
アミノ−4−メチルピペラジン、1−ヒドロキシエチル
ピペラジン、1−アミノエチルピペラジンから選ばれる
ことを特徴とする積層板用樹脂組成物であり、またこれ
を積層板用基材に含浸乾燥させ積層した後、積層成形す
ることにより得られる上記の優れた特性を有するフェノ
ール樹脂積層板である。
【0006】本発明において用いられる分子内に複数の
アミン構造を持つ化合物は、2,5−ジメチルピペラジ
、4−アミノメチルピペリジン、1−アミノ−4−メ
チルピペラジン、1−ヒドロキシエチルピペラジン、1
−アミノエチルピペラジンであり、その内の1つあるい
はいくつかを併用することが必要である。
【0007】乾性油変性フェノール・ホルムアルデヒド
樹脂は乾性油とフェノール類とを酸触媒存在下で反応さ
せ、更にホルムアルデヒドと塩基触媒存在下で反応させ
てレゾール化することにより合成できる。乾性油として
は桐油、アマニ油、ヒマシ油等が用いられ、フェノール
類としてはフェノール、クレゾール又はノニルフェノー
ル等の炭素数1〜20のアルキルフェノール等が用いら
れる。
【0008】前記酸触媒としては、パラトルエンスルホ
ン酸等の有機酸が用いられる。又、乾性油とフェノール
との反応物とホルムアルデヒドとを反応させる塩基触媒
としては、アンモニア水やトリエチルアミン等のアミン
類が用いられる。
【0009】本発明の積層板は分子内に複数のアミン構
造を持つ化合物を有機溶媒に溶解した後、そのまま乾性
油変性フェノール・ホルムアルデヒド樹脂に添加溶解し
てワニスとし、クラフト紙等の基材に含浸乾燥し通常3
〜10枚積層して加熱加圧成形することにより得ること
ができる。
【0010】フェノール・ホルムアルデヒド樹脂に対す
る分子内に複数のアミン構造を持つ化合物の添加量はフ
ェノール・ホルムアルデヒド樹脂固形分100重量部に
対して、0.1〜20重量部が好ましく、更に好ましく
は1〜20重量部である。0.1重量部より少ないと硬
化性向上効果が少なく、20重量部を越えると、室温付
近でのワニスの保存安定性が失われ、又プリプレグの可
使用期間が極端に短くなり、工業的な価値が著しく減少
する。
【0011】又、本発明では、耐燃性を付与するために
難燃剤を添加混合した場合についても本発明の効果は阻
害されないので難燃剤の使用は限定されない。
【0013】
【作用】本発明で得られるフェノール樹脂積層板は、そ
のワニス用樹脂成分中に含まれる分子内に複数の異なっ
たアミン構造を持つ化合物の高温での触媒作用により架
橋速度が増加し、短い成形時間でも十分な架橋密度が得
られるため、硬化性に優れ、打抜き加工性、機械的特
性、電気的特性、耐水性が良好となっていると考えられ
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
【0015】(合成例1)フェノール1000g、桐油
840g、パラトルエンスルホン酸1gの混合物を90
℃で1時間反応させた。次いで、これに25%アンモニ
ア水15gを添加して中和後、37%ホルマリン150
0g、エチレンジアミン3gを添加し100℃で3時間
反応させ、次いで減圧下で脱水を行い、トルエン400
g、メタノール800gを添加して希釈し、樹脂分50
重量%の桐油変性フェノール・ホルムアルデヒド樹脂
(樹脂1)を得た。
【0016】(合成例2)フェノール1000g、37
%ホルマリン1550g、トリエチルアミン80gを混
合して70℃で3時間反応させ、次いで減圧下で脱水を
行い、メタノール700gを添加して希釈し、樹脂分5
重量%の低分子フェノール・ホルムアルデヒド樹脂
(樹脂2)を得た。
【0017】(実施例1)合成例1、2で得られた樹脂
1、2をそれぞれ1000g、220gを混合し、次い
でこのワニスの固形分100重量部に対して、分子内に
複数のアミン構造を持つ化合物として1−アミノ−4−
メチルピペラジン2重量部を添加混合して得られたワニ
スを、クラフト紙に含浸乾燥して全樹脂分50重量%の
プリプレグを得た。
【0018】(実施例2)分子内に複数のアミン構造を
持つ化合物として、4−アミノメチルピペリジンをワニ
ス固形分100重量部に対して、3重量部添加混合する
点を除き、上記実施例1の方法と同様にして、全樹脂分
50重量%のプリプレグを得た。
【0019】(実施例3)分子内に複数のアミン構造を
持つ化合物として、1−アミノエチルピペラジンをワニ
ス固形分100重量部に対して、4重量部添加混合する
点を除き、上記実施例1の方法と同様にして、全樹脂分
50重量%のプリプレグを得た。
【0020】(実施例4)分子内に複数のアミン構造を
持つ化合物として、1−ヒドロキシエチルピペラジンを
ワニス固形分100重量部に対して、6重量部添加混合
する点を除き、上記実施例1の方法と同様にして、全樹
脂分50重量%のプリプレグを得た。
【0021】(実施例5)分子内に複数のアミン構造を
持つ化合物として、2、5−ジメチルピペラジンをワニ
ス固形分100重量部に対して、5重量部添加混合する
点を除き、上記実施例1の方法と同様にして、全樹脂分
50重量%のプリプレグを得た。
【0022】
【0023】(実施例)分子内に複数のアミン構造を
持つ化合物として、1−アミノエチルピペラジンをワニ
ス固形分100重量部に対して、0.5重量部添加混合
する点を除き、上記実施例1の方法と同様にして、全樹
脂分50重量%のプリプレグを得た。
【0024】(実施例)分子内に複数のアミン構造を
持つ化合物として、1−アミノエチルピペラジンをワニ
ス固形分100重量部に対して、10重量部添加混合す
る点を除き、上記実施例1の方法と同様にして、全樹脂
分50重量%のプリプレグを得た。
【0025】(比較例1)分子内に複数のアミン構造を
持つ化合物として、1−アミノエチルピペラジンをワニ
ス固形分100重量部に対して、21重量部添加混合す
る点を除き、上記実施例1の方法と同様にして、全樹脂
分50重量%のプリプレグを得た。
【0026】(比較例2)分子内に複数のアミン構造を
持つ化合物を添加混合しない点を除き、上記実施例1の
方法と同様にして、全樹脂分50重量%のプリプレグを
得た。
【0027】(比較例3)分子内に複数のアミン構造を
持つ化合物のかわりに第一級アミンのみを持つ、ジアミ
ノジフェニルメタンをワニス固形分100重量部に対し
て、4重量部添加混合する点を除き、上記実施例1の方
法と同様にして、全樹脂分50重量%のプリプレグを得
た。
【0028】以上の実施例1〜及び比較例1〜3で得
られたプリプレグを作成してから20℃相対湿度40%
の雰囲気中で1週間保存後、それぞれについて8枚ず
つ、片側に厚さ35μmの銅箔とを重ね合わせ、これを
上下それぞれクッション10枚、ステンレス板1枚では
さみ、80kg/cm2で1枚押しにして加熱加圧成形を行
なった。なお、実施例1〜及び比較例1については図
1の2に示す昇温曲線で加熱し、比較例2、3について
は図1の1及び2に示す昇温曲線で加熱し、厚さ1.6m
mのフェノール樹脂積層板を得た。
【0029】以下、実施例、比較例で得られたプリプレ
グを加熱加圧成形して得られたフェノール樹脂積層板の
諸特性及び、ワニスの積層基材への含浸性の評価結果を
表1に示す。又室温でのワニスの保存安定性の評価とし
て、上記実施例及び、比較例のプリプレグ化する前のワ
ニスを30℃相対湿度40%の雰囲気中で3週間放置
し、直後と3週間後で150℃のゲルタイムの比較を行
った。その結果を表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】比較例1は分子内に複数のアミン構造を持
つ化合物の添加量が多過ぎるために、室温での樹脂化が
進行して積層基材への含浸性が低下し、又プリプレグの
保管中に樹脂化反応が進行して樹脂の流動性がなくな
り、正常な板とならなかった。比較例2は分子内に複数
のアミン構造を持つ化合物を添加していないために架橋
密度が上がらず加熱加圧時間を長くした場合でも打抜き
加工性は不良となった。比較例3は分子内に複数のアミ
ン構造を持つ化合物のかわりに第一級アミンのみを持つ
ジアミノジフェニルメタンを添加したところ昇温曲線が
図1の1及び2では打抜き加工性は良好となったが曲げ
強さで低下する結果となった。
【発明の効果】本発明により得られたフェノール樹脂積
層板は表1の結果から明らかなように室温付近でのワニ
スの保存安定性に優れ、且つ短い積層成形時間でも硬化
性に優れ、打抜き加工性、機械的特性、電気的特性、耐
水性が良好であり、印刷配線板に好適に用いることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における積層板製造方法の加熱
昇温曲線を表す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−177033(JP,A) 特開 昭56−90850(JP,A) 特開 平6−80859(JP,A) 特開 平7−138452(JP,A) 特開 平7−157576(JP,A) 特開 平3−217428(JP,A) 特開 平6−100715(JP,A) 特開 平5−93126(JP,A) 特開 昭51−62872(JP,A) 特開 昭57−157743(JP,A) 特開 昭58−187346(JP,A) 特開 昭57−164128(JP,A) 特開 平7−165948(JP,A) 特開 平7−173370(JP,A) 米国特許5243015(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 61/04 - 61/16 C08G 8/00 - 8/38 B32B 27/42 C08J 5/24 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 乾性油変性フェノール・ホルムアルデヒ
    ド樹脂を60〜90重量%含有するフェノール・ホルム
    アルデヒド樹脂100重量部と分子内に複数のアミン構
    造を持つ化合物0.1〜20重量部とからなる積層板用
    樹脂組成物であって、分子内に複数のアミン構造を持つ
    化合物が、2,5−ジメチルピペラジン、4−アミノメ
    チルピペリジン、1−アミノ−4−メチルピペラジン、
    1−ヒドロキシエチルピペラジン、1−アミノエチルピ
    ペラジンから選ばれることを特徴とする積層板用樹脂組
    成物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の積層板用樹脂組成物を
    層板用基材に含浸乾燥させ積層した後、積層成形してな
    ることを特徴とする積層板。
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