JPH06172470A - 強靭化硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物およびその複合材料 - Google Patents

強靭化硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物およびその複合材料

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JPH06172470A
JPH06172470A JP35105992A JP35105992A JPH06172470A JP H06172470 A JPH06172470 A JP H06172470A JP 35105992 A JP35105992 A JP 35105992A JP 35105992 A JP35105992 A JP 35105992A JP H06172470 A JPH06172470 A JP H06172470A
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weight
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polyphenylene ether
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resin
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JP35105992A
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Yushi Arai
雄史 新井
Teruo Katayose
照雄 片寄
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • 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
    • H05K1/0353Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement

Abstract

(57)【要約】 【目的】 硬化後に優れた低熱膨張率特性、強靭性、誘
電特性、機械特性、耐薬品性および耐熱性を示すポリフ
ェニレンエーテル樹脂組成物を得る。 【構成】 不飽和基を有するポリフェニレンエーテル、
トリアリル(イソ)シアヌレート、シリカおよびゴム補
強スチレン系樹脂を必須成分として所定の組成範囲内に
て目的の組成物を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシリカとゴム補強スチレ
ン系樹脂を含む硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂組
成物およびこれを硬化して得られる硬化体に関する。さ
らに本発明は、該樹脂組成物と基材からなる硬化性複合
材料、その硬化体、および硬化体と金属箔からなる積層
体に関する。本発明の樹脂組成物は、硬化後において優
れた耐薬品性、誘電特性、耐熱性、寸法安定性、強靭性
を示し、電子産業、宇宙・航空機産業等の分野において
誘電材料、絶縁材料、耐熱材料に用いることができる。
【0002】
【従来の技術】近年、通信用、民生用、産業用等の電子
機器の分野における実装方法の小型化、高密度化への指
向は著しいものがあり、それに伴って材料の面でもより
優れた耐熱性、寸法安定性、電気特性、成形性が要求さ
れつつある。例えばプリント配線基板としては、従来か
らのフェノ−ル樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂
を基材とした銅張り積層板が用いられてきた。これらは
各種の性能をバランス良く有するものの、電気特性、特
に高周波領域での誘電特性が悪いという欠点を持ってい
る。この問題を解決する新しい材料としてポリフェニレ
ンエ−テルが近年注目をあび銅張り積層板への応用が試
みられている。
【0003】ポリフェニレンエ−テルは機械的特性と電
気的特性に優れたエンジニアリングプラスチックであ
り、耐熱性も比較的高い。しかしながらプリント基板材
料として利用しようとした場合、極めて高いハンダ耐熱
性が要求されるため、ポリフェニレンエ−テル本来の耐
熱性では決して十分とは言えない。即ち、ポリフェニレ
ンエーテルは200℃以上の高温に曝されると変形を起
こし、機械的強度の著しい低下や、樹脂表面に回路用と
して形成された銅箔の剥離を引き起こす。またポリフェ
ニレンエ−テルは、酸、アルカリ、熱水に対しては強い
抵抗性を有するものの芳香族炭化水素化合物やハロゲン
置換炭化水素化合物に対する抵抗性が極めて弱く、これ
らの溶媒に溶解する。
【0004】ポリフェニレンエ−テルの耐熱性と耐薬品
性を改善する一つの方法として、ポリフェニレンエ−テ
ルの鎖中に架橋性の官能基を導入しさらに硬化させて硬
化ポリフェニレンエ−テルとして利用する方法が提案さ
れている。具体例を挙げると、2‐アリル‐6‐メチル
フェノ−ルまたは2,6‐ジアリルフェノ−ルの重合体
がJournal of Polymer Scien
ce誌,第49巻,267頁(1961)に開示されて
いる。米国特許第3281393号および同34220
62号には、2,6‐ジメチルフェノ−ルと2‐アリル
‐6‐メチルフェノ−ルまたは2,6‐ジアリルフェノ
−ルとの共重合体が開示されている。また米国特許第4
634742号には、ビニル基置換ポリフェニレンエ−
テルが開示されている。
【0005】さらに本発明者らは、先にプロパルギル基
あるいはアリル基で置換されたポリフェニレンエ−テ
ル、ならびに三重結合あるいは二重結合を含むポリフェ
ニレンエ−テルを発明し、これらが硬化可能であるこ
と、そして得られる硬化体は芳香族炭化水素溶媒やハロ
ゲン置換炭化水素溶媒に不溶であり優れた誘電特性を持
つことを見い出した(特開平1‐69628号、同1‐
69629号、同1‐113425号、同1‐1134
26号)。しかし以上のいずれの硬化性ポリフェニレン
エ−テルも、熱膨張係数が従来のポリイミド樹脂などに
比べて高かったために、積層板用材料や封止材用途とし
ては寸法安定性という点で不十分な場合があった。ま
た、硬化させると脆くなり、機械的な衝撃や熱衝撃に弱
くなる場合があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
事情に鑑みてなされたものであり、硬化性ポリフェニレ
ンエーテル樹脂の優れた誘電特性と機械特性を損なうこ
と無く、かつ硬化後において優れた耐薬品性、耐熱性に
加えて熱膨張係数が低くしかも強靭性を有する新規な硬
化性ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を提供しよう
とするものである。以上の部分はプリント配線板用積層
板および封止材を例に引いて述べたが、本発明の樹脂組
成物により寸法安定性が良好でかつ強靭な硬化物が得ら
れるので、この樹脂組成物を他の成形体の製造にも好適
に用い得ることはいうまでもない。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上述のよう
な課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、(a)不
飽和基を含むポリフェニレンエーテル樹脂、(b)トリ
アリルイソシアヌレートおよび/またはトリアリルシア
ヌレート、(c)シリカ、および(d)ゴム補強スチレ
ン系樹脂を混合することにより、硬化後においては耐薬
品性、耐熱性に加えて優れた低熱膨張特性と強靭性を示
す硬化ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物が得られる
ことを見いだし本発明を完成した。本発明は次に述べる
5つの発明により構成される。
【0008】すなわち本発明の第1は、(a)、(a)
成分と(b)成分の和100重量部を基準として、98
〜40重量部の不飽和基を含むポリフェニレンエーテル
樹脂、(b)、(a)成分と(b)成分の和100重量
部を基準として、2〜60重量部のトリアリルイソシア
ヌレートおよび/またはトリアリルシアヌレート、およ
び(c)、(a)成分と(b)成分の和を基準として1
0〜400重量部のシリカおよび、(d)、(a)成分
と(b)成分の和100重量部を基準として1〜50重
量部のゴム補強スチレン系樹脂からなることを特徴とす
る硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を提供す
る。
【0009】本発明の第2は、上記第1発明の硬化性ポ
リフェニレンエーテル系樹脂組成物を硬化して得られた
硬化ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物を提供する。
【0010】本発明の第3は、(a)、(a)成分と
(b)成分の和100重量部を基準として、98〜40
重量部の不飽和基を含むポリフェニレンエーテル樹脂、
(b)、(a)成分と(b)成分の和100重量部を基
準として、2〜60重量部のトリアリルイソシアヌレー
トおよび/またはトリアリルシアヌレート、(c)、
(a)成分と(b)成分の和100重量部を基準として
10〜100重量部のシリカ、(d)、(a)成分と
(b)成分の和100重量部を基準として1〜50重量
部のゴム補強スチレン系樹脂、および(e)、(a)成
分、(b)成分、(c)成分、(d)、および(e)成
分の和100重量部を基準として5〜90重量部の基
材、からなることを特徴とする硬化性複合材料を提供す
る。
【0011】本発明の第4は、上記第3発明の硬化性複
合材料を硬化して得られた硬化複合材料を提供する。本
発明の第5は、上記第4発明の硬化複合材料と金属箔か
らなる積層体を提供する。これらの発明について以下に
詳しく説明する。
【0012】まず本発明の第1および第2である硬化性
ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物とその硬化体につ
いて説明する。
【0013】硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂組成
物の(a)成分として用いられる不飽和基を含むポリフ
ェニレンエーテル樹脂とは、ポリフェニレンエーテル類
に対して側鎖として炭素−炭素二重結合および/または
炭素−炭素三重結合を含む不飽和基を導入したものを指
す。その例としては、次の一般式(I)で表されるポリ
フェニレンエーテル樹脂と一般式(III)のアルケニ
ルハライドおよび/または一般式(IV)のアルキニル
ハライドの反応生成物から成る樹脂であって、
【0014】
【化1】 〔式中、mは1〜6の整数であり、Jは次式(II)で表
される単位から、実質的に構成されるポリフェニレンエ
―テル鎖であり
【0015】
【化2】 Qはmが1のとき水素原子を表し、mが2以上のときは
一分子中に2〜6個のフェノール性水酸基を持ち、フェ
ノール水酸基のオルト位およびパラ位に重合不活性な置
換基を有する多官能性フェノール化合物の残基を表
す。〕
【0016】
【化3】 〔式中、L 、kは各々独立に1〜4の整数であり、X、
Yは各々独立に塩素、臭素またはヨウ素であり、R1
4 は各々独立に水素、メチル基又はエチル基であ
る。〕Xおよび/またはY、下記アルケニル基および/
またはアルキニル基が夫々共有的にポリフェニレンエー
テル樹脂に結合している樹脂を挙げることができる。
【0017】
【化4】
【0018】一般式(I)のポリフェニレンエーテル樹
脂について説明すると、Qの代表的な例としては、次の
4種の一般式で表される化合物群が挙げられる。
【0019】
【化5】 〔式中、A1 、A2 は同一または異なる炭素数1〜4の
直鎖状アルキル基を表し、X1 は脂肪族炭化水素残基お
よびそれらの置換誘導体、アラルキル基およびそれらの
置換誘導体、酸素、硫黄、スルホニル基、カルボニル基
を表し、Y1 は脂肪族炭素水素残基およびそれらの置換
誘導体、芳香族炭素水素残基およびそれらの置換誘導
体、アラルキル基およびそれらの置換誘導体を表し、Z
1 は酸素、硫黄、スルホニル基、カルボニル基を表しA
2 と直接結合した2つのフェニル基、A2 とX1 、A2
とY1 、A2 とZ1 の結合位置はすべてフェノール性水
酸基のオルト位およびパラを示し、rは0〜4、Sは2
〜6の整数を表す。〕具体例として、
【0020】
【化6】
【0021】
【化7】 等がある。
【0022】一般式(I)中のJで表されるポリフェニ
レンエーテル鎖中には、該ポリフェニレンエーテル樹脂
の耐熱性、熱安定性を低下させない限りにおいて以下に
述べる単位または末端基のうち一種または二種以上が含
まれていてもよい。 i)次の一般式で表される単位であって(II)以外の
もの、
【0023】
【化8】 〔式中、R5 〜R8 は各々独立の水素、アルキル基、置
換アルキル基、アリール基、置換アリール基を表す。〕 ii)次の一般式で表される単位、
【0024】
【化9】 〔式中、R9 〜R15は各々独立の水素、アルキル基、置
換アルキル基、アリール基、置換アリール基を表し、R
14、R15が同時に水素であることはない。〕 iii)次の一般式で表される末端基、
【0025】
【化10】 〔式中、R16〜R20は各々独立に水素、アルキル基、置
換アルキル基、アリール基、置換アリール基を表し、R
21〜R23は各々独立に水素、アルキル基、置換アルキル
基、アルケニル基、置換アルケニル基、アリール基、置
換アリール基を表し、Arはアリール基、置換アリール
基を表す。〕 iv)上記式(II)および一般式(V)〜(VII)
の単位または末端基に対し、スチレン、メタクリル酸メ
チルなどの不飽和結合を持つ重合性モノマーをグラフト
重合させて得られる単位または末端基。一般式(V)の
単位の例としては、
【0026】
【化11】 〔ここでPhはフェニル基を表す。〕等が挙げられる。
一般式(VI)の単位の例としては、
【0027】
【化12】 等が挙げられる。一般式(VII)の末端基の例として
は、
【0028】
【化13】 等が挙げられる。
【0029】次に一般式(III)のアルケニルハライ
ドの具体的な例を挙げると、アリルクロライド、アリル
ブロマイド、アリルアイオダイド、4−ブロモ−1−ブ
テン、トランス−および/またはシス−1−ブロモ−2
−ブテン、トランス−および/またはシス−1−クロロ
−2−ブテン、1−クロロ−2−メチル−2−プロペ
ン、5−ブロモ−1−ペンテン、4−ブロモ−2−メチ
ル−2−ブテン、6−ブロモ−1−ヘキセン、5−ブロ
モ−2−メチル−2−ペンテン等がある。
【0030】一般式(IV)のアルキニルハライドの具
体的な例を挙げるとプロパルギルクロライド、プロパル
ギルブロマイド、プロパルギルアイオダイド、4−ブロ
モ−1−ブチン、4−ブロモ−2−ブチン、5−ブロモ
−1−ペンチン、5−ブロモ−2−ペンチン、1−ヨー
ド−2−ペンチン、1−ヨード−3−ヘキシン、6−ブ
ロモ−1−ヘキシン等がある。これらのアルケニルハラ
イドおよびアルキニルハライドは、一種のみあるいは二
種以上をあわせて用いることができる。
【0031】本発明の(a)成分に用いられる不飽和基
が導入されたポリフェニレンエーテル樹脂は、例えば特
開昭64−69628号、同64−69629号、特開
平1−113425号、同1−113426号、同2−
232260号、同2−233759号に開示された方
法に従い、一般式(I)のポリフェニレンエーテル樹脂
を有機金属でメタル化し、続いてアルケニルハライド
(III)および/またはアルケニルハライド(IV)
で置換反応することにより製造することができる。本方
法に従って製造されるポリフェニレンエーテル樹脂は、
少なくとも次の2種ないし3種の構造式で表される単位
より構成される。
【0032】
【化14】 〔式中、Rは前記アルケニル基(III’)および/ま
たはアルキニル基(IV’)を表す。〕さらには上記の
他、次の単位を含むこともある。
【0033】
【化15】 〔式中、Mはハロゲンを表す。〕
【0034】上記一般式(VIII)に由来するハロゲ
ンの含量は、該ポリフェニレンエーテル樹脂を基準とし
て0以上30重量%以下の範囲であり、より好ましくは
0以上20重量%以下の範囲である。本発明に用いられ
る不飽和基が導入されたポリフェニレンエーテル樹脂中
には、必ずしもハロゲンが含まれる必要はない。しかし
ながらハロゲンが特に塩素、臭素である場合には、本発
明の硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物に難燃
性を付与できるという効果がある。難燃性を付与する場
合好ましいハロゲンの含量は1重量%以上である。しか
し30重量%を越えるとポリフェニレンエーテル樹脂自
体の熱安定性が低下するので好ましくない。
【0035】上記の方法で得られる不飽和基が導入され
たポリフェニレンエーテル樹脂の好ましい例としては、
以下に述べるポリフェニレンエーテル系樹脂とアリルブ
ロマイド、アリルクロライド、プロパルギルブロマイ
ド、プロパルギルクロライドの反応生成物からなる樹脂
を挙げることができる。
【0036】ポリフェニレンエーテル系樹脂としては、
2,6−ジメチルフェノールの単独重合で得られるポリ
(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)のポリスチレングラフト共重合体、2,6−ジメチ
ルフェノールと2,3,6−トリメチルフェノールの共
重合体、2,6−ジメチルフェノールと2,6−ジメチ
ル−3−フェニルフェノールの共重合体、2,6−ジメ
チルフェノールを多官能性フェノール化合物
【0037】
【化16】 の存在下で重合して得られた多官能性ポリフェニレンエ
ーテル樹脂、例えば特開昭63−301222号、特開
平1−29748号に開示されているような一般式
(V)および(VI)の単位を含む共重合体、例えば特
願平1−135763号に開示されているような一般式
(V)の単位および一般式(VII)の末端基を含む樹
脂等を挙げることができる。
【0038】本発明の硬化性ポリフェニレンエーテル系
樹脂組成物に用いられる不飽和基を含むポリフェニレン
エーテル樹脂の他の例としては、次のような繰り返し単
位を含む樹脂を挙げることができる。
【0039】
【化17】 〔式中、R24、R25は各々独立の水素、アルキル基、フ
ェニル基を表す。〕
【0040】具体的な例としては、米国特許第3422
062号に開示されているような2−アリル−6−メチ
ルフェノールと、2,6−ジメチルフェノールの共重合
体、米国特許第3281393号に開示されているよう
な2,6−ジアリル−4−ブロモフェノールと2,6−
ジメチル−4−ブロモフェノールの共重合体、特公昭6
3−47733号に開示されているような2,6−ジプ
レニルフェノールと2,6−ジメチルフェノールの共重
合体、同じく2,6−ビス(2−ブテニル)フェノール
と2,6−ジメチルフェノールの共重合体、同じく2,
6−ジシンナミルフェノールと2,6−ジメチルフェノ
ールの共重合体、特開昭58−27719号の開示され
ているような2−プレニル−6−メチルフェノールの単
独重合体、同じく2−プレニル−6−メチルフェノール
と2,6−ジメチルフェノールの共重合体、同じく2−
(2−ブテニル)−6−メチルフェノールの単独重合
体、同じく2−(2−ブテニル)−6−メチルフェノー
ルと2,6−ジメチルフェノールの共重合体、同じく2
−シンナミル−6−メチルフェノールの単独重合体、同
じく2−シンナミル−6−メチルフェノールと2,6−
ジメチルフェノールの共重合体等が挙げられる。
【0041】また米国特許第4634742号に開示さ
れたポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエー
テル)の2,6位のメチル基をビニル基に変換して得ら
れる樹脂、同じくポリ(2,6−ジメチル−1,4−フ
ェニレンエーテル)のフェニル基の3,5位にビニル基
を導入して得られる樹脂も本発明に用いられる不飽和基
を含むポリフェニレンエーテル樹脂の好ましい例の一つ
である。
【0042】本発明において用いられる不飽和基を含む
ポリフェニレンエーテル樹脂の不飽和基の含量の範囲
は、次式の定義に従った場合0.1モル%以上100モ
ル%以下、より好ましくは0.5モル%以上50モル%
以下が好適である。
【0043】
【数1】
【0044】不飽和基の含量が0.1モル%未満では硬
化後の耐薬品性の改善が不十分となるので好ましくな
い。逆に100モル%を越えると硬化後において非常に
脆くなるので好ましくない。また本発明において用いら
れる不飽和基が導入されたポリフェニレンエーテル樹脂
の分子量については、30℃,0.5g/dlのクロロ
ホルム溶液で測定した粘度数ηsp/cが0.1〜1.
0の範囲にあるものが良好に使用できる。溶融樹脂流れ
を重視する硬化性樹脂組成物、例えば封止材料や多層配
線板用プリプレグとしては、粘度数の小さい樹脂が好ま
しい。
【0045】本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂組
成物の(b)成分として用いられるトリアリルイソシア
ヌレートおよび/またはトリアリルシアヌレートとは、
それぞれ次の構造式で表される3官能性モノマーであ
る。
【0046】
【化18】
【0047】本発明を実施する上においては、トリアリ
ルイソシアヌレートおよびトリアリルシアヌレートはそ
れぞれ単独で用いられるだけでなく、両者を任意の割合
で混合して用いることが可能である。本発明において、
トリアリルイソシアヌレートおよびトリアリルシアヌレ
ートは、可塑剤ならびに架橋剤としての効果を発揮す
る。すなわち、プレス時の樹脂流れの向上と架橋密度の
向上をもたらす。
【0048】本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂組
成物の(c)成分として用いられるシリカとは、化学的
には二酸化ケイ素(SiO2 )である。以下一般に用い
られている通称であるシリカを用いる。本発明のポリフ
ェニレンエーテル系樹脂組成物の(c)成分は、硬化後
の樹脂組成物の寸法安定性の向上に寄与するという特徴
を有し、かつ硬化組成物の機械的特性および誘電特性に
悪影響を与えない。
【0049】本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂組
成物の(d)成分として用いられるゴム補強スチレン系
樹脂とは、スチレン系化合物の単独重合体および/また
はスチレン系化合物とそれと共重合可能な化合物との共
重合体をマトリックス相とし、ゴム状重合体を島状に分
散した状態で含むものである。ゴム状重合体の存在下
に、スチレン系化合物を主成分とする単量体を、ラジカ
ル重合開始剤の存在下または非存在下に、塊状重合、溶
液重合、塊状懸濁重合あるいは乳化重合などの方法によ
って製造し得ることはよく知られており、工業的に生産
もされている。ゴム状重合体としては、天然ゴム、ポリ
ブタジエン、ブタジエン−スチレン共重合ゴム、エチレ
ン−プロピレン共重合ゴム、およびアクリルゴムなどが
用いられる。ポリブタジエンおよびブタジエン−スチレ
ン共重合ゴムが特に好ましい。スチレン系化合物とは、
一般式
【0050】
【化19】 (式中、Rは水素、低級アルキル基またはハロゲン、Z
は水素、低級アルキル基、ハロゲンまたはビニル基、p
は0または1〜5の整数を表す。)にて示されるビニル
芳香族単量体であり、例えばスチレン、α−メチルスチ
レン、β−メチルスチレン、ビニルトルエン、t−ブチ
ルスチレンなどが挙げられる。ゴム補強スチレン系樹脂
の製造にはこれらの一種または二種以上の併用系、ある
いはこれらと共重合可能なビニル化合物例えばメチルメ
タクリレート、アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、ブチルアクリレート、無水マレイン酸などを併用し
てよい。
【0051】本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂組
成物の(d)成分は、硬化後の樹脂組成物の強靭性の向
上させ、かつ硬化組成物のその他の機械的特性および誘
電特性に悪影響を与えない。
【0052】本発明のポリフェニレンエーテル系樹脂組
成物には、必要に応じて(c)成分と樹脂との界面にお
ける接着性を改善する目的で、あらかじめカップリング
剤処理した(c)成分を用ることができる。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、アルミニウム系カップリング剤、ジルコア
ルミネートカップリング剤等一般のものが使用できる。
また、(a)〜(c)成分を混合する際に上記カップリ
ング剤を添加してもよい。また、(c)成分の粒子形状
や粒径は特に規定しないが、好ましくは破砕タイプの粒
子形状で平均粒径4〜10μの粒度分布の広いものがよ
い。さらに、破砕タイプと球状タイプを混合して用いて
もよい。
【0053】以上説明した(a)〜(c)の3つの成分
のうち(a)成分と(b)成分の配合割合は、両者の和
100重量部を基準として(a)成分が98〜40重量
部、(b)成分が2〜60重量部であり、より好ましく
は(a)成分が95〜50重量部、(b)成分が5〜5
0重量部の範囲である。(b)成分が2重量部未満では
耐薬品性の改善が不十分であり好ましくない。逆に60
重量部を越えると誘電特性、吸湿特性が低下し、また硬
化後において非常に脆い材料になるので好ましくない。
【0054】本発明の樹脂組成物に用いられるシリカ
((c)成分)の配合割合は、(a)成分と(b)成分
の和100重量部を基準として10〜400重量部、好
ましくは100〜300重量部である。より好ましくは
150〜200重量部である。(c)成分が10重量部
未満のときは、硬化後の樹脂組成物の熱膨張特性の改善
が不十分であり好ましくない。また400重量部を越え
ると、溶融成形時の樹脂の流動性および金属箔との積層
体を作成したときの金属箔との密着性が低下するので好
ましくない。
【0055】上記の(a)〜(c)成分を混合する方法
としては、三成分を溶媒中に均一に溶解または分散させ
る溶液混合法、あるいは押し出し機等により加熱して行
う溶融ブレンド法等が利用できる。溶液混合に用いられ
る溶媒としては、ジクロロメタン、クロロホルム、トリ
クロロエチレンなどのハロゲン系溶媒;ベンゼン、トル
エン、キシレンなどの芳香族系溶媒;テトラヒドロフラ
ンが単独であるいは二種以上を組み合わせて用いられ
る。
【0056】本発明の樹脂組成物は、あらかじめその用
途に応じて所望の形に成形してもよい。成形方法は特に
限定されない。通常は、樹脂組成物を上述した溶媒に溶
解させ好みの形に成形するキャスト法、または樹脂組成
物を加熱溶融し好みの形に成形する加熱溶融法が用いら
れる。上述したキャスト法と加熱溶融法は単独で行って
もよい。またそれぞれを組み合わせて行ってもよい。例
えば、キャスト法で作成された本樹脂組成物のフィルム
を数〜数十枚積層し、加熱溶融法、例えばプレス成形機
で加熱溶融し、本樹脂組成物のシートを得ることができ
る。
【0057】本発明の硬化性樹脂組成物およびその硬化
性複合材料は後述するように加熱等の手段により架橋反
応を起こして硬化するが、その際の反応温度を低くした
り不飽和基の架橋反応を促進する目的でラジカル開始剤
を含有させて使用してもよい。
【0058】本発明の樹脂組成物に用いられるラジカル
開始剤の量は(a)成分と(b)成分の和100部を基
準としてを基準として0.1〜10重量部、好ましくは
0.1〜8重量部である。ラジカル開始剤の代表的な例
を挙げると、ベンゾイルパーオキサイド、クメンハイド
ロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5
−ジハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,
5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、ジ−t
−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサ
イド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イ
ソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ
(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジクミルパーオキ
サイド、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、t
−ブチルパーオキシベンゾエート、2,2−ビス(t−
ブチルパーオキシ)ブタン、2,2−ビス(t−ブチル
パーオキシ)オクタン、2,5−ジメチル−2,5−ジ
(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、ジ(トリメチルシ
リル)パーオキサイド、トリメチルシリルトリフェニル
シリルパーオキサイド等の過酸化物があるがこれらに限
定されない。また過酸化物ではないが、2,3−ジメチ
ル−2,3−ジフェニルブタンもラジカル開始剤として
使用できる。しかし、本樹脂組成物の硬化に用いられる
開始剤はこれらの例に限定されない。
【0059】本発明の樹脂組成物は、その用途に応じて
所望の性能を付与させる目的で本来の性質を損なわない
範囲の量の充填剤や添加剤を配合して用いることができ
る。充填剤は繊維状であっても粉末状であってもよく、
カーボンブラック、アルミナ、タルク、雲母、ガラスビ
ーズ、ガラス中空球等を挙げることができる。添加剤と
しては、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、可塑剤、
顔料、染料、着色剤等が挙げられる。また難燃性の一層
の向上を図る目的で塩素系、臭素系、リン系の難燃剤
や、Sb2 3 、Sb2 5 、NbSbO3 ・1/4H
2 O等の難燃助剤を併用することもできる。
【0060】さらには、他の熱可塑性樹脂、あるいは熱
硬化性樹脂を一種または二種以上配合することも可能で
ある。熱可塑性樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリブテン、エチレン・プロピレン共重合体、ポ
リ(4−メチル−ペンテン)等のポリオレフィン類およ
びその誘導体、ナイロン4、ナイロン6、ナイロン6・
6、ナイロン6・10、ナイロン12などのポリアミド
類およびその誘導体、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
ト、ポリエチレンテレフタレート・ポリエチレングリコ
ールブロック共重合体などのポリエステル類およびその
誘導体、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレン
エーテル、不飽和酸または不飽和酸無水物で変性したポ
リフェニレンエ―テル、ポリカーボネート、ポリアセタ
ール、ポリスルフォン、ポリ塩化ビニルおよびその共重
合体、ポリ塩化ビニリデンおよびその共重合体、ポリメ
チルメタクリレート類、アクリル酸(またはメタクリル
酸)エステル共重合体類、
【0061】ポリスチレン類、アクリロニトリルスチレ
ン共重合体類、アクリロニトリルスチレンブタジエン系
共重合体等のポリスチレン類およびその共重合体類、ポ
リ酢酸ビニル類、ポリビニルホルマール、ポリビニルア
セタール、ポリビニルブチラール類、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体およびその加水分解物類、ポリビニルアルコ
ール類、スチレンブタジエンブロック共重合体類、ポリ
ブタジエン、ポリイソプレン等のゴム類、ポリメトキシ
エチレン、ポリエトキシエチレン等のポリビニルエーテ
ル類、ポリアクリルアマイド、ポリホスファーゼン類、
ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエー
テルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド
イミド、熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の
液晶ポリマー、側鎖に液晶成分を含有する側鎖型液晶ポ
リマー等が挙げられる。熱硬化性樹脂としてはエポキシ
樹脂、ポリイミド前駆体等が挙げられる。
【0062】本発明の硬化ポリフェニレンエーテル系樹
脂組成物は、以上に述べた硬化性ポリフェニレンエーテ
ル系樹脂硬化物組成物を硬化することにより得られるも
のである。硬化の方法は任意であり、熱、光、電子線等
による方法を採用することができる。加熱により硬化を
行う場合その温度は、ラジカル開始剤の種類によっても
異なるが、80〜300℃、より好ましくは120〜2
50℃の範囲で選ばれる。また時間は、1分〜10時間
程度、より好ましくは1分〜5時間である。
【0063】得られた硬化ポリフェニレンエーテル樹脂
組成物は、赤外吸収スペクトル法、高分解能固体核磁気
共鳴スペクトル法、熱分解ガスクロマトグラフィー等の
方法を用いて樹脂組成を解析することができる。またこ
の硬化性ポリフェニレンエーテル樹脂組成物は、第4発
明として後述する硬化複合材料と同様、金属箔及び/ま
たは金属板と張り合わせて用いることができる。
【0064】次に本発明の第3および第4である硬化性
複合材料とその硬化体について説明する。本発明の第3
である硬化性複合材料は、(a)不飽和基を含むポリフ
ェニレンエーテル樹脂、(b)トリアリルイソシアヌレ
ートおよび/またはトリアリルシアヌレート、(c)シ
リカ、(d)ゴム補強スチレン系樹脂および(e)基
材、からなることを特徴とする。
【0065】(e)成分の基材としては、ロービングク
ロス、クロス、チョップドマット、サーフェシングマッ
トなどの各種ガラス布、アスベスト布、金属繊維布およ
びその他合成もしくは天然の無機繊維布;ポリビニルア
ルコール繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、全芳
香族ポリアミド繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維
などの合成繊維から得られる織布または不織布;綿布、
麻布、フェルトなどの天然繊維布;カーボン繊維布;ク
ラフト紙、コットン紙、紙ーガラス混繊紙などの天然セ
ルロース系布などがそれぞれ単独で、あるいは2種以上
併せて用いられる。
【0066】(a)成分と(b)成分の配合割合は、両
者の和100重量部を基準として(a)成分が98〜4
0重量部、(b)成分が2〜60重量部であり、より好
ましくは(a)成分が95〜50重量部、(b)成分が
5〜50重量部の範囲である。(b)成分が2重量部未
満では耐薬品性の改善が不十分であり好ましくない。逆
に60重量部を越えると誘電特性、吸湿特性が低下し、
また硬化後において非常に脆い材料になるので好ましく
ない。
【0067】(c)成分の配合割合は、(a)成分と
(b)成分の和100重量部を基準として10〜100
重量部、好ましくは20〜70重量部である。より好ま
しくは30〜50重量部である。(c)成分が10重量
部未満のときは、硬化後の樹脂組成物の熱膨張特性の改
善が不十分であり好ましくない。また100重量部を越
えると金属との接着力が低下するので好ましくない。
【0068】(d)成分の配合割合は、(a)成分と
(b)成分の和100重量部を基準として1〜50重量
部、好ましくは1〜30重量部である。より好ましくは
5〜20重量部である。(d)成分が1重量部未満のと
きは硬化物の強靭性の改善が不十分であり好ましくな
い。また50重量部を越えると、溶融成形時の樹脂の流
動性が低下するので好ましくない。
【0069】(e)成分の占める割合は、硬化性複合材
料100重量部を基準として5〜90重量部、より好ま
しくは10〜80重量部さらに好ましくは20〜70重
量部である。(e)成分が5重量部より少なくなると複
合材料の硬化後の寸法安定性や強度が不十分であり、ま
た基材が90重量部より多くなると複合材料の誘電特性
が劣り好ましくない。
【0070】本発明の複合材料には、必要に応じて樹脂
と基材の界面における接着性を改善する目的でカップリ
ング剤を用いることができる。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、アルミニウム系カップリング剤、ジルコアルミネー
トカップリング剤等一般のものが使用できる。
【0071】本発明の複合材料を製造する方法として
は、例えば本発明の第1の項で説明した(a)〜(d)
成分と必要に応じて他の成分を前述のハロゲン系、芳香
族系、ケトン系等の溶媒もしくはその混合溶媒中に均一
に溶解または分散させ、基材に含浸させた後乾燥する方
法が挙げられる。含浸は浸漬(ディッピング)、塗布等
によって行われる。含浸は必要に応じて複数回繰り返す
ことも可能であり、またこの際組成や濃度の異なる複数
の溶液を用いて含浸を繰り返し、最終的に希望とする樹
脂組成および樹脂量に調整することも可能である。
【0072】本発明の第4の硬化複合材料は、このよう
にして得た硬化性複合材料を加熱等の方法により硬化す
ることによって得られるものである。その製造方法は特
に限定されるものではなく、例えば該硬化性複合材料を
複数枚重ね合わせ、加熱加圧下に各層間を接着せしめる
と同時に熱硬化を行い、所望の厚みの硬化複合材料を得
ることができる。また一度接着硬化させた硬化複合材料
と硬化性複合材料を組み合わせて新たな層構成の硬化複
合材料を得ることも可能である。
【0073】積層成形と硬化は、通常熱プレス等を用い
同時に行われるが、両者をそれぞれ単独で行ってもよ
い。すなわち、あらかじめ積層成形して得た未硬化ある
いは半硬化の複合材料を、熱処理または別の方法で処理
することによって硬化させることができる。成形及び硬
化は、温度80〜300℃、圧力0. 1〜1000Kg
/cm2 、時間1分〜10時間の範囲、より好ましく
は、温度150〜250℃、圧力1〜500Kg/cm
2 、時間1分〜5時間の範囲で行うことができる。
【0074】最後に本発明の第5である積層体について
説明する。本発明の積層体とは、本発明の第4として上
で説明した硬化複合材料と金属箔より構成されるもので
ある。ここで用いられる金属箔としては、例えば銅箔、
アルミニウム箔等が挙げられる。その厚みは特に限定さ
れないが、5〜200μm、より好ましくは5〜105
μmの範囲である。本発明の積層体を製造する方法とし
ては、例えば本発明の第3として上で説明した硬化性複
合材料と、金属箔および/または金属板を目的に応じた
層構成で積層し、加熱加圧下に各層間を接着せしめると
同時に熱硬化させる方法を挙げることができる。
【0075】本発明の積層体においては、硬化性複合材
料と金属箔が任意の層構成で積層される。金属箔は表層
としても中間層としても用いることができる。上記の
他、積層と硬化を複数回繰り返して多層化することも可
能である。金属箔の接着には接着剤を用いることもでき
る。接着剤としては、エポキシ系、アクリル系、フェノ
ール系、シアノアクリレート系等が挙げられるが、特に
これらに限定されない。上記の積層成形と硬化は、本発
明の第4と同様の条件で行うことができる。
【0076】
【実施例】以下、本発明を一層明確にするために実施例
を挙げて説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に
限定するものではない。以下の実施例には、各成分とし
て次のようなものを用いた。 重合開始剤:2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチ
ルパーオキシ)ヘキシン−3(日本油脂 パーヘキシン
25B;PH25Bと略す) シリカ: ヒュウズレックス E−2 …龍
森(株)製 ヒュウズレックス シランカップリング処理E−2…龍
森(株)製 グラスレイン CUS−85K …東芝セラミック
ス(株)製 ゴム補強スチレン系樹脂:耐衝撃性ポリスチレン(旭化
成工業(株)) H8004 H8408 難燃剤:デカブロモジフェニルエーテル (旭硝子 A
FR−1021) 難燃助剤:Sb2 O3 (日本精鋼 PATOX−M) ガラスクロス:Eガラス製、目付48g/m2
【0077】
【参考例1】 不飽和基を含むポリフェニレンエーテル樹脂 平均置換率14%、ηsp/C=0.62(30℃,
0.5g/dl、クロロホルム溶液)のアリル基置換ポ
リフェニレンエーテル(A−PPEと略す)を特開平1
−69629号に開示された公知の方法に従ってηsp
/C=0.56のポリ(2,6−ジメチル−1,4−フ
ェニレンエーテル)より合成した。
【0078】
【参考例2】 不飽和基を含むポリフェニレンエーテル樹脂 平均置換率5%、ηsp/C=0.40(30℃,0.
5g/dl、クロロホルム溶液)のプロパルギル基置換
ポリフェニレンエーテル(P−PPEと略す)を特開平
1−69629号に開示された公知の方法に従ってηs
p/C=0.38のポリ(2,6−ジメチル−1,4−
フェニレンエーテル)より合成した。
【0079】
【参考例3】 ポリフェニレンエーテルと不飽和カルボン酸または酸無
水物で変性反応した生成物:30℃、0.5g/dlの
クロロホルム溶液で測定した粘度数ηsp/cが0.5
4のポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエー
テル)100重量部と、無水マレイン酸1.5重量部、
および2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパー
オキシ)ヘキサン(日本油脂(株)製 パーヘキサ25
B)1.0重量部を室温でドライブレンドした後、シリ
ンダー温度300℃、スクリュー回転数230rpmの
条件で2軸押し出し機により押出して反応生成物を得
た。この反応生成物のηsp/cは0.48であった。
以下この反応生成物をM−PPEと略記する。この反応
生成物は熱可塑性であり、本発明の樹脂組成物に添加す
ることができる。
【0080】
【実施例1〜10】 硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物および硬化
ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物:参考例1および
2で合成した不飽和基を含むポリフェニレンエーテル樹
脂、参考例3で合成したM−PPE、トリアリルイソシ
アヌレート、シリカおよびあらかじめ機械粉砕したゴム
補強スチレン系樹脂を表1に示した組成でヘンシェルミ
キサーを用いて混合し、プレス成形機により200℃、
30分の条件で成形・硬化させ、厚み約1mmの硬化物
を作成した。成形時の樹脂流れ性は良好で、硬化物は均
一であった。
【0081】この硬化物を、7mm角に切り出し、厚さ
方向の熱膨張率を昇温速度20℃/分の速さで熱機械分
析装置により測定した。ここにいう熱膨張率は30℃か
ら150℃に試料の温度を上昇させたときの試料厚みの
増加率を温度の変化分である120℃(150℃−30
℃)で割った数値である。また、得られた硬化物の端部
を目の粗いやすりにこすりつけたところ、全ての実施例
においてその部分に割れ、欠けなどは発生せず、強靭な
硬化物であることがわかった。
【0082】
【比較例1〜5】シリカを10重量部未満あるいは40
0重量部以上、ゴム補強スチレン系樹脂を1重量部未満
あるいは50重量部以上として表1に示した組成で各成
分を実施例1〜10と同様な方法で成形・硬化させ、そ
の熱膨張率と強靭性を評価した。
【0083】
【表1】
【0084】
【実施例11〜20】 硬化性複合材料:表2に示した各々の組成で各成分をト
リクロロエチレン中に溶解または分散させた。この溶液
にガラスクロスを浸漬して含浸を行い、エアーオーブン
中で乾燥させ、硬化性複合材料を得た。 積層体:成形後の厚みが約0.8mmになるように上記
の硬化性複合材料を複数枚重ね合わせ、その両面に厚さ
35μmの銅箔を置いてプレス成形機により成形硬化さ
せて積層体を得た。各実施例の硬化条件を表3に示し
た。圧力はいずれも20kg/cm2 とした。諸物性に
ついては表3の通りであった。
【0085】
【比較例6〜10】シリカの添加量を10重量部未満ま
たは100重量部以上、ゴム補強スチレン系樹脂の添加
量を1重量部未満または50重量部以上として表2に示
した組成で各成分をトリクロロエチレン中に溶解あるい
は分散させた。この溶液を実施例5〜8と同様な方法で
含浸を行いエアーオーブン中で乾燥させた。また得られ
た硬化性複合材料は実施例11〜20と同様な方法で成
形硬化し積層体を得た。このようにして得られた積層体
の諸物性を以下の方法で測定した。
【0086】1.耐トリクロロエチレン性 銅箔を除去した積層体を25mm角に切り出し、トリク
ロロエチレン中で5分間煮沸し、外観の変化を目視によ
り観察した。 2.誘電率、誘電正接 1MHzで測定を行った。 3.ハンダ耐熱性 銅箔を除去した積層体を25mm角に切り出し、280
℃のハンダ浴中に120秒間浮かべ、外観の変化を目視
により観察した。
【0087】4.銅箔引き剥し強さ 積層体から幅20mm、長さ100mmの試験片を切り
出し、銅箔面に幅10mmの平行な切り込みを入れた
後、面に対して垂直なる方向に50mm/分の速さで連
続的に銅箔を引き剥し、その時の応力を引張り試験機に
て測定し、その応力の最低値を示した。 5.熱膨張特性 銅箔を除去した積層体を7mm角に切り出し、厚さ方向
の熱膨張量を昇温速度20℃/分の速さで熱機械分析装
置により測定した。
【0088】6.樹脂流れ性 硬化性複合材料材料を3枚重ね170℃にて10分間プ
レス成形機により面圧22kg/cm2 でプレスし、は
み出した樹脂組成物を秤量し、樹脂組成物の体積を求め
る。これをプレス前の硬化性複合材料中の樹脂組成物の
みの体積で割った値を示した。 7.クラック 樹脂の強靭性を調べるために多層プリント配線板を作成
し、−65℃と125℃の間の冷熱衝撃を100回与え
て配線板内部に樹脂クラックが発生するかどうか調べ
た。
【0089】
【表2】
【0090】
【表3】
【0091】実施例1および2と比較例1、実施例8と
比較例2、および実施例6と比較例3との比較から明ら
かなように、硬化樹脂組成物の熱膨張特性および強靭性
は10〜400重量部のシリカおよび1〜50重量部の
ゴム補強スチレン系樹脂を混合することによって改善さ
れた。実施例8と比較例4、および実施例8と比較例5
の比較により、シリカを400重量部を越えて、あるい
はゴム補強スチレン系樹脂を50重量部を越えて添加す
ると樹脂の流動性が低下して好ましくないことが明らか
である。
【0092】また、硬化複合材料の熱膨張特性および強
靭性は実施例11と比較例6、実施例18と比較例7、
および実施例16と比較例8との比較から明らかなよう
に10〜100重量部のシリカおよび1〜50重量部の
ゴム補強スチレン系樹脂を混合する事によって改善され
た。実施例18と比較例9との比較により、シリカを1
00重量部を越えて添加すると樹脂の流動性が低下し、
かつ銅箔引き剥し強さが低下して好ましくないことが明
らかである。実施例18と比較例10との比較により、
ゴム補強スチレン系樹脂を50重量部を越えて添加する
と樹脂流動性が低下し、かつ線膨張率が大きくなって好
ましくないことが明らかである。また、これらの実施例
と比較例から、シリカを混合しても従来の組成物と比較
して硬化性複合材料および硬化複合材料の化学的性質お
よび電気的性質は同等であることがわかる。このことは
本発明の積層体が多層プリント配線板用材料として好ま
しいことを示している。
【0093】
【発明の効果】本発明の硬化性ポリフェニレンエーテル
系樹脂組成物を用いることにより優れた誘電特性、機械
特性、耐薬品性、耐熱性を有しかつ従来にない低熱膨張
率と強靭性を有する硬化ポリフェニレンエーテル系樹脂
組成物が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 71/12 LQP 9167−4J //(C08L 71/12 51:04) 7142−4J

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)、(a)成分と(b)成分の和1
    00重量部を基準として、98〜40重量部の不飽和基
    を含むポリフェニレンエーテル樹脂、(b)、(a)成
    分と(b)成分の和100重量部を基準として、2〜6
    0重量部のトリアリルイソシアヌレートおよび/または
    トリアリルシアヌレート、(c)、(a)成分と(b)
    成分の和100重量部を基準として10〜400重量部
    のシリカ、および(d)、(a)成分と(b)成分の和
    100重量部を基準として1〜50重量部のゴム補強ス
    チレン系樹脂からなることを特徴とする硬化性ポリフェ
    ニレンエーテル系樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の硬化性ポリフェニレンエ
    ーテル系樹脂組成物を硬化して得られた硬化ポリフェニ
    レンエーテル系樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 (a)、(a)成分と(b)成分の和1
    00重量部を基準として、98〜40重量部の不飽和基
    を含むポリフェニレンエーテル樹脂、(b)、(a)成
    分と(b)成分の和100重量部を基準として、2〜6
    0重量部のトリアリルイソシアヌレートおよび/または
    トリアリルシアヌレート、(c)、(a)成分と(b)
    成分の和100重量部を基準として10〜100重量部
    のシリカ、(d)、(a)成分と(b)成分の和100
    重量部を基準として1〜50重量部のゴム補強スチレン
    系樹脂、および(e)、(a)成分、(b)成分、
    (c)成分、(d)、および(e)成分の和100重量
    部を基準として5〜90重量部の基材、からなることを
    特徴とする硬化性複合材料。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の硬化性複合材料を硬化し
    て得られた硬化複合材料。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の硬化複合材料と金属箔か
    らなる積層体。
JP35105992A 1992-12-07 1992-12-07 強靭化硬化性ポリフェニレンエーテル系樹脂組成物およびその複合材料 Withdrawn JPH06172470A (ja)

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