JP3326862B2 - プリプレグの製造方法 - Google Patents

プリプレグの製造方法

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JP3326862B2
JP3326862B2 JP9016893A JP9016893A JP3326862B2 JP 3326862 B2 JP3326862 B2 JP 3326862B2 JP 9016893 A JP9016893 A JP 9016893A JP 9016893 A JP9016893 A JP 9016893A JP 3326862 B2 JP3326862 B2 JP 3326862B2
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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、たとえば、エポキシ樹
脂をガラス繊維基材に含浸したプリプレグの製造方法、
そのプリプレグを用いた積層板、およびその積層板を用
いたプリント配線板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、プリント配線板等に加工され
る積層板は、たとえばガラス布などの基材にエポキシ樹
脂などの樹脂ワニスを含浸して乾燥することによってプ
リプレグを作製し、このプリプレグを所要枚数重ねると
ともに、必要に応じて銅箔などの金属箔をその片側、ま
たは両側に重ね、これを加熱加圧成形することによって
製造されたものが知られている。
【0003】このような積層板については、プリント配
線板の高密度実装、高集積化等の傾向が強まるにつれ、
耐熱性、加工性等の諸特性についての改善が求められて
きている。そこで、この課題に対応し、エポキシ樹脂を
多官能タイプとしてジシアンジアミド(H2 N−C(=
NH)−NH−CN)を硬化剤として使用すること、ジ
アミノジフェニルスルフォン(DDS),ジアミノジフ
ェニルメタン(DDM)、アルキル化または、モノハロ
ゲン化DDMなどを硬化剤として使用すること、あるい
は、エポキシ樹脂をイミド樹脂で変性することが提案さ
れている。
【0004】しかしながら、いずれにしても積層板の熱
膨張が大きいために内層回路間または内層回路と外層回
路間にずれが生じ、その結果、スルーホールと内、外層
の回路間との導通不良が生ずる問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、積
層板の熱膨張を小さくし、内層回路間または内層回路と
外層回路間にずれをなくし、その結果、スルーホールと
内、外層の回路間との導通不良が阻止できるプリプレグ
の製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
プリプレグの製造方法は、1分子中にエポキシ基を2個
以上有する化合物(1)、1分子中にナフタレン環と
ポキシ基を2個以上有する化合物(2)および硬化剤を
含むエポキシ樹脂ワニスをガラス繊維基材に含浸し、乾
燥して半硬化させることを特徴とする。
【0007】
【0008】
【0009】
【作用】本発明の請求項1に係るプリプレグの製造方法
によると、1分子中にエポキシ基を2個以上有する化合
物(1)、1分子中にナフタレン環とエポキシ基を2個
以上有する化合物(2)および硬化剤を含むエポキシ樹
脂ワニスをガラス繊維基材に含浸し、乾燥して半硬化さ
せて得られたプリプレグを用いて、積層板の熱膨張を小
さくし、内層回路間または内層回路と外層回路間にずれ
をなくし、その結果、スルーホールと内、外層の回路間
との導通不良が阻止できる。
【0010】
【0011】
【0012】以下、本発明のプリプレグの製造方法につ
いて説明する。このプリプレグを構成する成分について
説明すると、まず、1分子中にエポキシ基を2個以上有
する化合物(1)については、従来より積層板の樹脂成
分として使用されてきている任意のものが使用でき、た
とえばこれらの化合物(1)としては、ビスフェノ−ル
A型エポキシ樹脂、ビスフェノ−ルF型エポキシ樹脂、
ビスフェノ−ルS型エポキシ樹脂、フェノ−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、ビスフェノ−ルA型ノボラック型エポキシ樹脂、2,
6-キシレノールダイマーのグリシジルエーテル化樹脂、
ビスフェノ−ルF型ノボラック型エポキシ樹脂、イソシ
アヌレート型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹
脂、3官能型エポキシ樹脂や4官能型エポキシ樹脂など
の多官能型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ
樹脂、ジアミノフェニルエーテルのグリシジル化エポキ
シ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、あるいはそれらの臭素化
された難燃性樹脂などが例示される。これらのものは、
単独または何種類かを併用することもできる。
【0013】化合物(2)としては、ナフタレン環を
し、かつ、エポキシ基を2個以上有する化合物が用いら
れ、上記化合物(1)と同タイプのエポキシ樹脂が用い
られる。これらの化合物は、単独または何種類かを併用
することもできる。具体的には、下記(化1)、(化
2)、(化3)に示す化合物などが例示される。
【0014】
【化1】
【0015】
【化2】
【0016】
【化3】
【0017】
【0018】
【0019】上記化合物(2)と化合物(1)の配合比
は、化合物(1)の100重量部(以下、部と略す)に
対して、5〜50部、好ましくは、10〜30部であ
る。5部未満では成形物の熱膨張率の低減効果がなく、
50部を越えると機械特性が劣る傾向があり好ましくな
い。
【0020】硬化剤については、一般的に使用されてい
るジシアンジアミド(Dicy)、アミノ化合物、フェ
ノ−ルノボラック、クレゾールノボラック等を使用する
ことができ、これらのものは単独または何種類かを併用
することもできる。
【0021】さらに、かかる硬化剤系に1分子中に2個
以上のフェノ−ル性OH基を有する化合物を併用する
と、Tg等の耐熱性は少々低下するが、極めて低吸湿性
のプリプレグおよび、積層板を得ることができる。この
化合物としては、たとえば、ビスフェノ−ルA、ビスフ
ェノ−ルF、ビスフェノ−ルS、ポリビニルフェノ−
ル、β−ナフトール等の低分子化合物やフェノ−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−
ルA型ノボラック樹脂、アルキルフェノ−ルノボラック
樹脂、フェノ−ルとヒドロキシベンズアルデヒドから合
成させるトリフェニルメタン型の3官能型ノボラック樹
脂、さらには、それらの臭素化物等を例示することがで
き、これらのフェノ−ル性化合物または、樹脂は、何種
類かを併用することもできる。
【0022】なお、これら硬化剤は、あらかじめメチル
エチルケトン(MEK)、アセトン、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、メタノール、エタノール、トルエン、キシ
レン、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセ
トアミド(DMAc)、N−メチルピロリドン(NM
P)、メチルセロソルブ(MC)、ジオキサン等など樹
脂ワニス化に用いる溶媒を単独または混合溶媒に溶解さ
せて用いることができる。この場合、30〜150 ℃で10〜
60分間、予備加熱反応させて用いると、硬化剤の均一
化、ジシアンジアミド(Dicy)の析出防止、樹脂の
保存安定性の向上の点から好ましい。
【0023】他に、硬化促進剤として、イミダゾール化
合物、第3級アミン、3フッ化ホウ素錯塩類など公知の
ものから選択して用いてもよい。
【0024】このような各成分を配合してなる樹脂ワニ
スは、主に液状でガラス繊維基材に塗布、含浸して、次
いで乾燥されるので、通常は、上記溶媒により稀釈して
用いられる。このための溶媒としてはメチルエチルケト
ン(MEK)、アセトン、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、メタノール、エタノール、トルエン、キシレン、ジ
メチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド
(DMAc)、N−メチルピロリドン(NMP)、メチ
ルセロソルブ(MC)、ジオキサン等を用いることがで
き、これらの複数種を併用してもよい。稀釈率は固型分
濃度50〜80%程度で使用するのが好ましい。溶媒でワニ
ス化された樹脂ワニスはガラスクロス、ガラスペーパ
ー、ガラスマットなどガラス繊維基材に含浸し、乾燥機
中で120 〜180 ℃の範囲で3 〜10分間程度乾燥すること
により半硬化状態(Bーステージ状態)のプリプレグと
して得ることができる。なお、ガラス繊維にはガラス繊
維を主成分としてクラフト紙、リンター紙、天然繊維、
有機合成繊維などを含むこともできる。
【0025】本発明によって得られたプリプレグは、14
0 〜200 ℃、10〜50kg/cm2 の範囲で加熱・加圧して積
層板を製造するのに、また金属箔とともに加熱・加圧し
て印刷配線用金属箔張積層板を製造するのに用いられ
る。この場合の金属箔としては、銅、アルミニウム、ス
テンレス等の適宜なものが使用され、これを用いて所要
枚数のプリプレグとともに積層成形することができる。
また、多層板を製造する際には、エポキシ樹脂系材料で
は一般的に内層銅箔の表面を化学的に処理して酸化銅と
する(黒化処理)ので、成形時の温度は150 〜180 ℃と
するのが好ましい。成形温度が150 ℃未満では、硬化が
不十分で所要の耐熱性が得られず、またプリプレグと内
層銅箔との接着強度が不十分となる。また、180 ℃を超
えると酸化銅の凹凸表面が消失しプリプレグと内層銅箔
との接着強度が不十分となるからである。
【0026】得られた積層板は、ドリルによって穴あけ
を行い、スルーホールメッキ処理を経て、パターニング
を行い、プリント配線板とすることができる。
【0027】
【実施例】実施例1 1分子中にエポキシ基を2個以上有する化合物(1)と
して、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキ
シ当量 500g/当量、東都化成社製; 商品名YDB
−500)を用い、メチルエチルケトン(MEK)で希
釈して、固型分濃度75wt%にしたものを117g
と、東都化成社製; 商品名YDCN−220をMEKで
希釈して、固型分濃度70wt%にしたものを18g併
用し、混合した。1分子中にナフタレン環とエポキシ基
を2個以上有する化合物(2)として、ナフタレン型エ
ポキシ樹脂(エポキシ当量 220g/当量、大日本イ
ンキ化学工業社製; 商品名HP−4032H)を15g
用いた。硬化剤としてジシアンジアミド(Dicy)
2.8g、および硬化促進剤として2-エチル-4- メチル
イミダゾール(2E4MZ)0.10gを溶解させたも
のを混合し樹脂ワニスとし、この樹脂ワニスを MIL規格
仕様2116タイプのガラス布(旭シュエーベル社製、216
L)に樹脂含有率が43wt%および50wt%となるよう
に含浸して乾燥機にて乾燥し、ゲルタイムが170 ℃で33
0秒となるようにプリプレグを作製した。このプリプレ
グにはジシアンジアミドの析出などの外観不良はなかっ
た。
【0028】次いで、樹脂含有率が43wt%のプリプレ
グ16枚を重ね、その両側に35μmの銅箔を配し、さら
に、外側に離型フィルムと金属プレートを配し、温度13
0 〜135 ℃の熱盤間に挿入し、初期の加圧を10kg/cm
2 の低圧、次いで2段目の加圧を40kg/cm2 、熱盤温
度を170 ℃に上昇させ加熱加圧積層し、厚み1.6 mmの銅
張積層板を得た。
【0029】さらに、樹脂含有率が43wt%のプリプレ
グ52枚を重ね、その両側に35μmの銅箔を配し、さら
に、外側に離型フィルムと金属プレートを配し、温度13
0 〜135 ℃の熱盤間に挿入し、初期の加圧を10kg/cm
2 の低圧、次いで2段目の加圧を40kg/cm2 の高圧、
熱盤温度を170 ℃に上昇させ加熱加圧積層し、厚み5.5
mmの銅張積層板を得た。
【0030】このようにして得たプリプレグ、1.6 mm厚
の両面銅張積層板、5.5 mm厚の両面銅張積層板のうち、
5.5 mm厚の両面銅張積層板について、それぞれ直径0.4
mmのドリルによって穴数200個の穴あけを行い、各穴
のランド径1.0 mm、導体幅0.2 mm、ピッチを2.54mmに
し、スルーホールメッキ処理を経て、パターニングを行
い、スルーホール信頼性試験用のプリント配線板を作製
し、評価した。特性評価の試験方法とその判定基準は以
下の通りである。 ・Tg(ガラス転移温度)はTMA法に基づく計測値。 ・熱膨張係数は、温度が1℃上昇するときの樹脂の膨張
量により測定したものである。 ・スルーホール信頼性は、上記のパターニングしたプリ
ント配線板をMIL−STD−202−107Eによ
り、125℃30分と−65℃30分を繰り返し、断線
するまでのサイクル数で調べた。
【0031】実施例2 1分子中にエポキシ基を2個以上有する化合物(1)の
エポキシ樹脂として、臭素化3官能型エポキシ樹脂(エ
ポキシ当量 390g/当量、三井石油化学社製; 商品
名VF−2801)をメチルエチルケトン(MEK)で
希釈して、固型分濃度80wt%にしたものを77g
と、3官能型エポキシ樹脂(エポキシ当量210g/当
量、三井石油化学社製; 商品名VG−3101)をメチ
ルエチルケトン(MEK)で希釈して、固型分濃度80
wt%にしたものを24gと、東都化成社製; 商品名Y
DB−400を19g併用し、混合した。1分子中にナ
フタレン環とエポキシ基を2個以上有する化合物(2)
として、ナフタレン型エポキシ樹脂(エポキシ当量 2
20g/当量、大日本インキ化学工業社製; 商品名HP
−4032H)を15g用いた。硬化剤としてジシアン
ジアミドを2.5gと、テトラエチルジアミドジフェニ
ルメタン( 日本化薬社製; 商品名C−300)8.0g
用い、硬化促進剤として2-エチル-4- メチルイミダゾー
ル(2E4MZ)0.11gを溶解させたものを混合し
樹脂ワニスとして用いた以外は実施例1と同様に行っ
た。
【0032】実施例3 1分子中にエポキシ基を2個以上有する化合物(1)の
エポキシ樹脂として、臭素化3官能型エポキシ樹脂(エ
ポキシ当量 390g/当量、三井石油化学社製; 商品
名VF−2801)をメチルエチルケトン(MEK)で
希釈して、固型分濃度80wt%にしたものを77g
と、3官能型エポキシ樹脂(エポキシ当量210g/当
量、三井石油化学社製; 商品名VG−3101)をメチ
ルエチルケトン(MEK)で希釈して、固型分濃度80
wt%にしたものを24gと、臭素化ビスフェノールA
型エポキシ樹脂(エポキシ当量 400g/当量、東都
化成社製; 商品名YDB−400)を19g併用し、混
合した。1分子中にナフタレン環とエポキシ基を2個以
上有する化合物(2)として、ナフタレン型エポキシ樹
脂(エポキシ当量 220g/当量、大日本インキ化学
工業社製; 商品名HP−4032H)を15g用いた。
硬化剤としてジシアンジアミドを2.7gと、テトラエ
チルジアミドジフェニルメタン( 日本化薬社製; 商品名
C−300)8.5g用い、硬化促進剤として2-エチル
-4- メチルイミダゾール(2E4MZ)0.09gを溶
解させたものを混合し樹脂ワニスとして用いた以外は実
施例1と同様に行った。
【0033】参考例4 1分子中にエポキシ基を2個以上有する化合物(1)の
エポキシ樹脂として、臭素化3官能型エポキシ樹脂(エ
ポキシ当量 390g/当量、三井石油化学社製; 商品
名VF−2801)をメチルエチルケトン(MEK)で
希釈して、固型分濃度80wt%にしたものを77g
と、3官能型エポキシ樹脂(エポキシ当量210g/当
量、三井石油化学社製; 商品名VG−3101)をメチ
ルエチルケトン(MEK)で希釈して、固型分濃度80
wt%にしたものを24gと、臭素化ビスフェノールA
型エポキシ樹脂(エポキシ当量 400g/当量、東都
化成社製; 商品名YDB−400)を19g併用し、混
合した。1分子中にフルオレンとエポキシ基を2個以上
有する化合物として、フルオレン型エポキシ樹脂(エポ
キシ当量 260g/当量、東都化成社製; 商品名ZX
−1201)を15g用いた。硬化剤としてジシアンジ
アミドを2.5gと、テトラエチルジアミドジフェニル
メタン( 日本化薬社製; 商品名C−300)8.0g用
い、硬化促進剤として2-エチル-4- メチルイミダゾール
(2E4MZ)0.09gを溶解させたものを混合し樹
脂ワニスとして用いた以外は実施例1と同様に行った。
【0034】参考例5 1分子中にエポキシ基を2個以上有する化合物(1)の
エポキシ樹脂として、臭素化3官能型エポキシ樹脂(エ
ポキシ当量 390g/当量、三井石油化学社製; 商品
名VF−2801)をメチルエチルケトン(MEK)で
希釈して、固型分濃度80wt%にしたものを77g
と、3官能型エポキシ樹脂(エポキシ当量210g/当
量、三井石油化学社製; 商品名VG−3101)をメチ
ルエチルケトン(MEK)で希釈して、固型分濃度80
wt%にしたものを24gと、臭素化ビスフェノールA
型エポキシ樹脂(エポキシ当量 400g/当量、東都
化成社製; 商品名YDB−400)を19g併用し、混
合した。1分子中にジシクロペンタジエンとエポキシ基
を2個以上有する化合物として、ジシクロペンタジエン
型エポキシ樹脂(エポキシ当量 176g/当量、東都
化成社製; 商品名ZX−1228)を15g用いた。硬
化剤としてジシアンジアミドを2.7gと、テトラエチ
ルジアミドジフェニルメタン( 日本化薬社製; 商品名C
−300)8.6g用い、硬化促進剤として2-エチル-4
- メチルイミダゾール(2E4MZ)0.09gを溶解
させたものを混合し樹脂ワニスとして用いた以外は実施
例1と同様に行った。
【0035】参考例6 1分子中にエポキシ基を2個以上有する化合物(1)の
エポキシ樹脂として、臭素化3官能型エポキシ樹脂(エ
ポキシ当量 390g/当量、三井石油化学社製; 商品
名VF−2801)をメチルエチルケトン(MEK)で
希釈して、固型分濃度80wt%にしたものを77g
と、3官能型エポキシ樹脂(エポキシ当量210g/当
量、三井石油化学社製; 商品名VG−3101)をメチ
ルエチルケトン(MEK)で希釈して、固型分濃度80
wt%にしたものを24gと、臭素化ビスフェノールA
型エポキシ樹脂(エポキシ当量 400g/当量、東都
化成社製; 商品名YDB−400)を19g併用し、混
合した。1分子中にジシクロペンタジエンとエポキシ基
を2個以上有する化合物として、ジシクロペンタジエン
型エポキシ樹脂(エポキシ当量 176g/当量、東都
化成社製; 商品名ZX−1228)を15g用いた。硬
化剤としてジシアンジアミドを2.5gと、テトラエチ
ルジアミドジフェニルメタン( 日本化薬社製; 商品名C
−300)8.1g用い、硬化促進剤として2-エチル-4
- メチルイミダゾール(2E4MZ)0.09gを溶解
させたものを混合し樹脂ワニスとして用いた以外は実施
例1と同様に行った。
【0036】実施例7 1分子中にエポキシ基を2個以上有する化合物(1)の
エポキシ樹脂として、臭素化3官能型エポキシ樹脂(エ
ポキシ当量 390g/当量、三井石油化学社製; 商品
名VF−2801)をメチルエチルケトン(MEK)で
希釈して、固型分濃度80wt%にしたものを77g
と、3官能型エポキシ樹脂(エポキシ当量210g/当
量、三井石油化学社製; 商品名VG−3101)をメチ
ルエチルケトン(MEK)で希釈して、固型分濃度80
wt%にしたものを24gと、臭素化ビスフェノールA
型エポキシ樹脂(エポキシ当量 400g/当量、東都
化成社製; 商品名YDB−400)を19g併用し、混
合した。1分子中にナフタレン環とエポキシ基を2個以
上有する化合物(2)として、ナフタレン型エポキシ樹
脂(エポキシ当量 220g/当量、大日本インキ化学
工業社製; 商品名HP−4032H)を5g用いた。硬
化剤としてジシアンジアミドを2.2gと、テトラエチ
ルジアミドジフェニルメタン( 日本化薬社製; 商品名C
−300)7.1g用い、溶解させたものを混合し樹脂
ワニスとして用いた以外は実施例1と同様に行った。
【0037】実施例8 1分子中にエポキシ基を2個以上有する化合物(1)の
エポキシ樹脂として、臭素化3官能型エポキシ樹脂(エ
ポキシ当量 390g/当量、三井石油化学社製; 商品
名VF−2801)をメチルエチルケトン(MEK)で
希釈して、固型分濃度80wt%にしたものを77g
と、3官能型エポキシ樹脂(エポキシ当量210g/当
量、三井石油化学社製; 商品名VG−3101)をメチ
ルエチルケトン(MEK)で希釈して、固型分濃度80
wt%にしたものを24gと、臭素化ビスフェノールA
型エポキシ樹脂(エポキシ当量 400g/当量、東都
化成社製; 商品名YDB−400)を19g併用し、混
合した。1分子中にナフタレン環とエポキシ基を2個以
上有する化合物(2)として、ナフタレン型エポキシ樹
脂(エポキシ当量 220g/当量、大日本インキ化学
工業社製; 商品名HP−4032H)を30g用いた。
硬化剤としてジシアンジアミドを2.9gと、テトラエ
チルジアミドジフェニルメタン( 日本化薬社製; 商品名
C−300)9.3g用い、硬化促進剤として2-エチル
-4- メチルイミダゾール(2E4MZ)0.11gを溶
解させたものを混合し樹脂ワニスとして用いた以外は実
施例1と同様に行った。
【0038】比較例1 実施例の1分子中にナフタレン環とエポキシ基を2個以
上有する化合物(2)を用いなかった以外は実施例1と
同様に行った。
【0039】比較例2 実施例の1分子中にナフタレン環とエポキシ基を2個以
上有する化合物(2)を用いなかった以外は実施例1と
同様に行った。
【0040】下記表1および表2には、上記実施例1〜
3、参考例4〜6、実施例7〜8と比較例1〜2の樹脂
ワニスの配合をまとめておいた。表1および表2に示さ
れている記載中(MEK75%)は、MEKで希釈して
固形分が75wt%であることを表示し、(MEK80
%)は、MEKで希釈して固形分が80wt%であるこ
とを表示している。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】上記実施例1〜3、参考例4〜6、実施例
7〜8と比較例1〜2の特性評価の結果は下の表3およ
び表4に示した。表3〜4から、実施例1〜3、参考例
4〜6、実施例7〜8と比較例1〜2においてスルーホ
ール接続部の信頼性を示す特性のサイクル数に格段の差
があるのは主な配合成分のエポキシ樹脂が1分子中にナ
フタレン環とエポキシ基を2個以上有する化合物(2)
を実施例では用いているものの、比較例では、用いてい
ないことによるものである。実施例の樹脂を用いた場合
に、本発明のプリプレグを用いて得られた積層板は、積
層板の熱膨張を小さくし、この積層板を用いたプリント
配線板の内層回路間または内層回路と外層回路間にずれ
をなくし、その結果、スルーホールと内、外層の回路間
との導通不良を阻止させることができた。
【0044】
【表3】
【0045】
【表4】
【0046】
【発明の効果】本発明のプリプレグの製造方法による
と、積層板の熱膨張を小さくし、内層回路間または内層
回路と外層回路間にずれをなくし、その結果、スルーホ
ールと内、外層の回路間との導通不良が阻止できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 5/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1分子中にエポキシ基を2個以上有する
    化合物(1)、1分子中にナフタレン環とエポキシ基を
    2個以上有する化合物(2)および硬化剤を含むエポキ
    シ樹脂ワニスをガラス繊維基材に含浸し、乾燥して半硬
    化させることを特徴とするプリプレグの製造方法。
  2. 【請求項2】 上記化合物(2)と化合物(1)の配合
    比は、化合物(1)の100重量部に対して、5〜50
    重量部であることを特徴とする請求項1記載のプリプレ
    グの製造方法。
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