JPH093218A

JPH093218A - 複合材料の製造方法

Info

Publication number: JPH093218A
Application number: JP15572495A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Nozue; 明義野末; Kiyotaka Komori; 清孝古森; Hiroki Tamiya; 裕記田宮; Seishiro Yamakawa; 清志郎山河
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1995-06-22
Filing date: 1995-06-22
Publication date: 1997-01-07

Abstract

(57)【要約】【目的】補強材に、平均粒径１０００ｎｍ以下の無機
粒子を含ませた後、エポキシ樹脂ワニスを含浸し、次い
で乾燥して得られるプリプレグを成形して製造する複合
材料の製造方法であって、吸湿処理後の絶縁抵抗及び吸
湿処理後の半田耐熱性が優れている複合材料を得ること
のできる方法を提供する。【構成】モノフィラメントが集束されてなるストラン
ドからなる補強材に、平均粒径１０００ｎｍ以下の無機
粒子を前記補強材１００重量部に対して１〜３０重量部
の割合で含ませ、次いでこの無機粒子を含む補強材にエ
ポキシ樹脂ワニスを含浸、乾燥してプリプレグを得、次
いでこのプリプレグを成形して複合材料を製造する複合
材料の製造方法において、無機粒子を含む補強材をアミ
ノシラン系カップリング剤を含む表面処理剤を使用して
表面処理することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、補強材に樹脂ワニスを
含浸し、次いで乾燥して得られるプリプレグを成形して
製造される複合材料の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器に使用される材料の最近の動向
として、小型化、軽量化と同時に、高速化、高密度化も
実現しようとする試みがある。その目的達成のための一
つの手段として、リードレスチップキャリア（ＬＣＣ）
の表面実装技術（ＳＭＴ）が挙げられる。例えばアルミ
ナのＬＣＣをプリント回路基板に直接実装する場合、ア
ルミナとプリント回路基板との熱膨張係数が異なると、
接合部の半田に熱履歴によって亀裂が生じる。そのた
め、直接実装をする場合には、プリント回路基板の熱膨
張係数をＬＣＣの熱膨張係数（アルミナの場合７ｐｐｍ
／℃）にできるだけ近づけることが望ましい。さらに、
シリコンのベアチップをリードレスで直接実装しようと
する試みもあるが、そのためには、プリント回路基板の
熱膨張係数をシリコンの熱膨張係数（３〜４ｐｐｍ／
℃）にできるだけ近づけることが望ましい。

【０００３】本発明者らは、プリント回路基板の熱膨張
係数を小さくするための手段として、特願平６−１０８
８１６号において、モノフィラメントが集束されてなる
ストランドからなる補強材により樹脂が強化されてなる
複合材料であって、ストランドに平均粒径１０００ｎｍ
以下の無機粒子が補強材１００重量部に対して１重量部
以上の割合で含まれている低熱膨張複合材料を提案して
いる。しかし、この複合材料では、ＰＣＴ処理等の吸湿
処理後に半田試験を行うとふくれが生じる場合があるこ
とが判明した。この理由の一つは、ストランド中に無機
粒子を含ませたことにより、ストランド中に樹脂が侵入
しにくい隙間ができ、ポアが生じるためと考えられる。
そこで、本発明者らは、含浸方法や成形方法を改良する
ことにより、ポアがなく、吸湿処理後の半田耐熱性に優
れた複合材料を製造できることを見出し、特願平７−１
５１８５０号及び特願平７−１５１８６９号として新た
な製造方法を提案している。しかし、さらに検討を進め
ると、このような含浸方法や成形方法を改良した場合で
も、無機粒子を含む補強材の表面処理の方法によって
は、得られる複合材料の吸湿処理後の絶縁抵抗や、吸湿
処理後の半田耐熱性に問題が生じる場合があることが明
らかになった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情
に鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、モノフィラメントが集束されてなるストランドから
なる補強材に、平均粒径１０００ｎｍ以下の無機粒子を
含ませた後、前記補強材にエポキシ樹脂ワニスを含浸
し、次いで乾燥して得られるプリプレグを成形して製造
する複合材料の製造方法であって、吸湿処理後の絶縁抵
抗及び吸湿処理後の半田耐熱性が優れている複合材料を
得ることのできる方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の複
合材料の製造方法は、モノフィラメントが集束されてな
るストランドからなる補強材に、平均粒径１０００ｎｍ
以下の無機粒子を前記補強材１００重量部に対して１〜
３０重量部の割合で含ませ、次いでこの無機粒子を含む
補強材にエポキシ樹脂ワニスを含浸、乾燥してプリプレ
グを得、次いでこのプリプレグを成形して複合材料を製
造する複合材料の製造方法において、無機粒子を含む補
強材をアミノシラン系カップリング剤を含む表面処理剤
を使用して、表面処理することを特徴とする。

【０００６】請求項２に係る発明の複合材料の製造方法
は、請求項１記載の製造方法において、アミノシラン系
カップリング剤が下記一般式で表されるカップリング
剤であることを特徴とする。

【０００７】Ｈ₂Ｎ−Ｃ₃Ｈ₆ＳｉＸ₃ −−− （ＸはＯＣＨ₃、ＯＣ₂Ｈ₅、ＯＣ₃Ｈ₇又はＣｌを表
す。）請求項３に係る発明の複合材料の製造方法は、請求項１
又は請求項２記載の製造方法において、表面処理剤が、
下記一般式で表されるシラン系化合物をも含有してい
ることを特徴とする。

【０００８】Ｃ_nＨ_mＳｉＹ₃ −−− （ｎは１０以下の自然数、ｍは自然数、ＹはＯＣＨ₃、
ＯＣ₂Ｈ₅、ＯＣ₃Ｈ₇又はＣｌを表す。）請求項４に係る発明の複合材料の製造方法は、請求項１
から請求項３までの何れかに記載の製造方法において、
前記一般式で表されるシラン系化合物が下記一般式
で表されるフェニルシラン系化合物であることを特徴と
する。

【０００９】Ｃ₆Ｈ₅ＳｉＹ₃ −−− （ＹはＯＣＨ₃、ＯＣ₂Ｈ₅、ＯＣ₃Ｈ₇又はＣｌを表
す。）請求項５に係る発明の複合材料の製造方法は、請求項４
記載の製造方法において、表面処理剤中のシラン系化合
物全量に対し、アミノシラン系カップリング剤の量が３
０重量％以上であって、前記一般式で表されるフェニ
ルシラン系化合物の量が７０重量％以下であることを特
徴とする。

【００１０】請求項６に係る発明の複合材料の製造方法
は、請求項１から請求項５までの何れかに記載の製造方
法において、無機粒子を含む補強材の表面処理を、補強
材への表面処理剤の付着量が、表面処理後の無機粒子を
含む補強材１００重量部に対し、０．０５〜１．０重量
部となるように施すことを特徴とする。

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おける補強材としては、モノフィラメントが集束されて
なるストランドからなるものが用いられる。モノフィラ
メントとしては、低熱膨張のものが好ましいが、特に限
定はされない。モノフィラメントの素材は、特に限定す
るものではないが、ガラス（例えば、Ｅガラス、Ｄガラ
ス、Ｑガラス、Ｓガラス、Ｔガラス等）やアラミド樹脂
の１種又は複数種であることが好ましい。ストランドの
長さについては、長繊維で用いてもよいし、短繊維で用
いてもよい。補強材の形態としては、低熱膨張の観点か
ら、樹脂含有量ができるだけ少なくてすむような形態が
好ましい。このような形態の補強材としては、特に限定
はされないが、マット、シート、クロス（例えば、平
織、ななこ織等の織り方がある）及びこれらの複合物等
の繊維成形体等が例示される。上に挙げた補強材の中で
も、ガラスクロスが特に好ましい。その理由は、クロス
形状は緻密であるため樹脂含有量を低くできることや、
フィラメントの連続性が高いことにより、複合材料の低
熱膨張化に有効だからである。また、ガラスが好ましい
のは、安価で、かつ、安定に長繊維を得ることができる
からである。

【００１２】補強材に含ませる平均粒径１０００ｎｍ以
下の無機粒子は、それ自身、低熱膨張の材料である。そ
の熱膨張係数は、特に限定されるわけではないが、１０
ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。無機粒子の熱膨
張係数が１０ｐｐｍ／℃より大きいと、複合材料の熱膨
張係数がアルミナ（７ｐｐｍ／℃）やシリコン（３〜４
ｐｐｍ／℃）に比べて大きくなりすぎるからである。ま
た、平均粒径１０００ｎｍ以下の無機粒子の量は、無機
粒子を含ませる前の補強材１００重量部に対して１〜３
０重量部の範囲内であることが重要である。この量が１
重量部未満であると、熱膨張係数の小さい複合材料が得
られず、また、上記無機粒子の量が無機粒子を含ませる
前の補強材１００重量部に対して３０重量部を越える
と、複合材料としたときの耐湿性が悪くなりやすいとい
う問題が生じるからである。

【００１３】無機粒子として平均粒径１０００ｎｍ以下
のものを用いる理由は、以下の通りである。ストランド
を構成するモノフィラメントは、通常、数μｍの太さで
あるため、モノフィラメント間の隙間はミクロンオーダ
ーになるので、ストランドの内部まで無機粒子を容易に
含ませるためには、その平均粒径が１μｍ（＝１０００
ｎｍ）以下であることが好ましいからである。さらに、
このように平均粒径の小さい無機粒子は、水等を媒体と
する処理液中で容易に単分散するので好ましい。

【００１４】なお、前記無機粒子としては、平均粒径１
〜１００ｎｍのコロイド粒子がさらに好ましい。このよ
うな無機粒子は、その粒径がさらに小さいので、より狭
いストランドの隙間にも入っていけるからである。しか
し、コロイド粒子の平均粒径は、小さければ小さいほど
よいわけではなく、１ｎｍ未満になると、コロイド粒子
の比表面積が非常に大きくなるため、樹脂との界面制御
が困難になるので、コロイド粒子の平均粒径の下限は１
ｎｍである。

【００１５】平均粒径１０００ｎｍ以下の無機粒子とし
ては、特に限定されるわけではないが、溶融シリカや微
粒子アルミナ等のサブミクロンオーダーの市販粒子等が
好ましい。粒径のさらに小さい前記コロイド粒子として
は、特に限定されるわけではないが、シリカゾル、アル
ミナゾル、チタニアゾル等のゾル、超微粒子シリカ、超
微粒子チタニア等が好ましい。これらのコロイド粒子の
中でもシリカが特に好ましい。その理由は、シリカは、
容易に入手できる粒子の中では、熱膨張係数が低い
（０．５５ｐｐｍ／℃）からである。上述した粒子以外
にも、径の小さいボールを用いれば、ボールミル等の機
械的粉砕によってもサブミクロン粒子やコロイド粒子を
得ることができる。ここで、粉砕する材料は、低熱膨張
材料であることが望まれるので、シリカガラス、Ｅガラ
ス、Ｔガラス等のガラス、β−スポジュメンを析出させ
た結晶化ガラス、窒化ほう素、窒化珪素、ムライト、窒
化アルミニウム、コージェライト、チタン酸アルミニウ
ム（Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＯ₂）、β−ユークリプタイト等
の結晶が好ましい。

【００１６】ストランドには、低熱膨張化材として平均
粒径１０００ｎｍ以下の無機粒子のみを含ませるように
してもよいが、この無機粒子に加え、金属アルコキシド
の反応生成物をも低熱膨張化材として含ませることも可
能である。金属アルコキシドは、アルコール等の溶媒に
完全に溶解する。そのため、金属アルコキシドは、上記
無機粒子と同様に、それを含む処理液を補強材に含浸さ
せることにより、ストランドの内部まで容易に入ってい
くことができる性質を有している。なお、金属アルコキ
シドの反応生成物は、一般に連続相である無機膜を形成
するため、本発明における平均粒径１０００ｎｍ以下の
無機粒子とは異なるものである。この金属アルコキシド
としては、特に限定するものではないが、シリコンアル
コキシド、チタニウムアルコキシド、アルミニウムアル
コキシド、マグネシウムアルコキシド、リチウムアルコ
キシド等が好ましい。その理由は、これらの原料を用い
れば、金属アルコキシドの反応生成物を容易に得ること
ができるからである。これらの、金属アルコキシドの中
でも、シリコンアルコキシドがより好ましい。シリコン
アルコキシドは、上記金属アルコキシドの中では、安価
であり、安定性も高いとともに、その反応生成物である
シリカの熱膨張係数が低い（０．５５ｐｐｍ／℃）から
である。

【００１７】補強材で強化される樹脂（樹脂ワニスを構
成する樹脂）としては、エポキシ樹脂を含有するもので
あればよく、エポキシ樹脂の種類や硬化剤の種類等につ
いては特に限定はない。

【００１８】本発明における、平均粒径１０００ｎｍ以
下の無機粒子を補強材に含ませる方法については、特に
限定はされないが、例えば、水、アルコール等の媒体中
に無機粒子を分散させて、処理液を調整し、この処理液
を補強材に含浸した後、乾燥する方法が挙げられる。本
発明では、無機粒子を含む補強材を、アミノシラン系カ
ップリング剤を含む表面処理剤を使用して、表面処理す
る。その方法については、特に限定はされないが、例え
ば、アミノシラン系カップリング剤等のシラン系化合物
を水、アルコール等の媒体中に溶解した溶液を、無機粒
子を含む補強材に含浸した後、熱処理する方法が挙げら
れる。

【００１９】本発明における、アミノシラン系カップリ
ング剤としては、下記式（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）で表されるものが例示されるが、少なくともアミ
ノ基を１つ有するものであればよく、側鎖の数、種類、
アルコキシ基の種類については特に限定はない。

【００２０】

【化１】

【００２１】本発明では表面処理を施した補強材にエポ
キシ樹脂ワニスを含浸、乾燥してプリプレグを得、次い
で、このプリプレグを成形して複合材料を製造するが、
含浸方法、成形方法、成形条件等については、特に限定
はなく、用途に応じて適宜決定すればよい。ただし、成
形については、吸湿処理後の半田耐熱性を優れたものと
する点から、減圧条件下で成形することが好ましく、減
圧条件を１〜３００Ｔｏｒｒとして成形することがより
好ましい。

【００２２】

【作用】請求項１〜請求項６に係る発明において、無機
粒子を含む補強材をアミノシラン系カップリング剤を含
む表面処理剤を使用して表面処理することは、エポキシ
樹脂との密着性が改善されるためと考えられるが、得ら
れる複合材料の、吸湿処理後の絶縁抵抗及び吸湿処理後
の半田耐熱性を優れたものとする作用がある。

【００２３】また、請求項２に係る発明において、アミ
ノシラン系カップリング剤として、前記一般式で表さ
れるカップリング剤を使用することは、得られる複合材
料の、吸湿処理後の絶縁抵抗及び吸湿処理後の半田耐熱
性をより優れたものとする作用がある。

【００２４】また、請求項３及び請求項４に係る発明に
おいて、前記一般式で表される炭化水素基を有するシ
ラン系化合物をも含有している表面処理剤を使用するこ
とは、炭化水素基を有するシラン系化合物が吸湿後のプ
ロトン伝導を抑えるためであると考えられるが、得られ
る複合材料の、吸湿処理後の絶縁抵抗及び吸湿処理後の
半田耐熱性をより優れたものとする作用がある。

【００２５】また、請求項５に係る発明において、表面
処理剤中のシラン系化合物全量に対し、アミノシラン系
カップリング剤の量が３０重量％以上であって、前記一
般式で表されるフェニルシラン系化合物の量が７０重
量％以下であるようにすることは、特に、得られる複合
材料の吸湿処理後の絶縁抵抗を良好にする作用がある。

【００２６】また、請求項６に係る発明において、無機
粒子を含む補強材の表面処理を、補強材への表面処理剤
の付着量が、表面処理後の無機粒子を含む補強材１００
重量部に対し、０．０５〜１．０重量部となるように施
すことは、得られる複合材料の、吸湿処理後の絶縁抵抗
及び吸湿処理後の半田耐熱性を確実に優れたものとする
作用がある。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例と比較例を説明する
が、本発明は下記実施例に限定されない。

【００２８】（実施例１）Ｅガラスの平織クロス（旭シ
ュエーベル社製、品番２１６ＡＳ４５０、厚み１００μ
ｍ、繊維径７μｍ、打ち込み密度（ストランド本数／２
５ｍｍ）：縦６０本／２５ｍｍ・横５５本／２５ｍｍ）
を、まずコロイダルシリカ水溶液（日産化学工業社製、
商品名スノーテックスＯＬ、コロイダルシリカの平均粒
径４５ｎｍ、コロイダルシリカ含有率２０重量％）に含
浸した後、３ｃｍ／秒の速度で引き上げた。その後、１
５０℃で５分間熱処理を行った。このコーティングの作
業を２回繰り返すことにより、コロイダルシリカの付着
量が、コロイダルシリカを含ませる前の補強材１００重
量部に対し１５重量部である補強材を得た。

【００２９】その後、コロイダルシリカを含ませた補強
材を、アミノシラン系カップリング剤であるＮ−フェニ
ル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学
工業社製、品番ＫＢＭ５７３）の濃度１重量％水溶液に
浸漬し、絞りロールを通した後、１１０℃で５分間熱処
理することにより、補強材への表面処理剤の付着量が、
表面処理後の無機粒子を含む補強材１００重量部に対
し、０．５２重量部である補強材を得た。

【００３０】次に、エポキシ樹脂ワニス（ビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂とジシアンジアミド（硬化剤）を主
成分とする組成物）を、前記で得られた表面処理を施し
た補強材に含浸させ、間隔０．２ｍｍのロールで絞った
後、１５０℃で５分間乾燥してプリプレグを得た。ここ
で樹脂ワニスの含浸は大気圧中で行った。次に、得られ
たプリプレグを１０枚重ね、２０Ｔｏｒｒの減圧条件下
で、１７０℃、３０ｋｇ／ｃｍ²の成形条件で９０分間
プレス成形して、基板（複合材料）を得た。

【００３１】（実施例２）コロイダルシリカを含ませた
補強材の表面処理について、補強材をアミノシラン系カ
ップリング剤であるγ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン（信越化学工業社製、品番ＫＢＥ９０３）の濃度
０．１重量％水溶液に浸漬し、絞りロールを通した後、
１１０℃で５分間熱処理することにより、補強材への表
面処理剤の付着量が、表面処理後の無機粒子を含む補強
材１００重量部に対し、０．０３重量部である表面処理
済の補強材を得るようにした以外は、実施例１と同様の
操作を行って、基板（複合材料）を得た。

【００３２】（実施例３）コロイダルシリカを含ませた
補強材の表面処理について、補強材をアミノシラン系カ
ップリング剤であるγ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン（信越化学工業社製、品番ＫＢＥ９０３）の濃度１
重量％水溶液に浸漬し、絞りロールを通した後、１１０
℃で５分間熱処理することにより、補強材への表面処理
剤の付着量が、表面処理後の無機粒子を含む補強材１０
０重量部に対し、０．５１重量部である表面処理済の補
強材を得るようにした以外は、実施例１と同様の操作を
行って、基板（複合材料）を得た。

【００３３】（実施例４）コロイダルシリカを含ませた
補強材の表面処理について、補強材をアミノシラン系カ
ップリング剤であるγ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン（信越化学工業社製、品番ＫＢＥ９０３）の濃度２
重量％水溶液に浸漬し、絞りロールを通した後、１１０
℃で５分間熱処理することにより、補強材への表面処理
剤の付着量が、表面処理後の無機粒子を含む補強材１０
０重量部に対し、０．９１重量部である表面処理済の補
強材を得るようにした以外は、実施例１と同様の操作を
行って、基板（複合材料）を得た。

【００３４】（実施例５）コロイダルシリカを含ませた
補強材の表面処理について、補強材をアミノシラン系カ
ップリング剤であるγ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン（信越化学工業社製、品番ＫＢＥ９０３）の濃度７
重量％水溶液に浸漬し、絞りロールを通した後、１１０
℃で５分間熱処理することにより、補強材への表面処理
剤の付着量が、表面処理後の無機粒子を含む補強材１０
０重量部に対し、３．４重量部である表面処理済の補強
材を得るようにした以外は、実施例１と同様の操作を行
って、基板（複合材料）を得た。

【００３５】（実施例６）コロイダルシリカを含ませた
補強材の表面処理について、補強材をアミノシラン系カ
ップリング剤であるγ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン（信越化学工業社製、品番ＫＢＥ９０３）とシラン
系化合物であるメチルトリメトキシシラン（東芝シリコ
ーン社製、品番ＴＳＬ８１２３）を重量比で１：１に混
合したものの、濃度２重量％水溶液に浸漬し、絞りロー
ルを通した後、１１０℃で５分間熱処理することによ
り、補強材への表面処理剤の付着量が、表面処理後の無
機粒子を含む補強材１００重量部に対し、０．８５重量
部である表面処理済の補強材を得るようにした以外は、
実施例１と同様の操作を行って、基板（複合材料）を得
た。

【００３６】（実施例７）コロイダルシリカを含ませた
補強材の表面処理について、補強材をアミノシラン系カ
ップリング剤であるγ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン（信越化学工業社製、品番ＫＢＥ９０３）とシラン
系化合物であるヘキシルトリメトキシシラン（東芝シリ
コーン社製、品番ＴＳＬ８２４１）を重量比で１：１に
混合したものの、濃度２重量％水溶液に浸漬し、絞りロ
ールを通した後、１１０℃で５分間熱処理することによ
り、補強材への表面処理剤の付着量が、表面処理後の無
機粒子を含む補強材１００重量部に対し、０．８９重量
部である表面処理済の補強材を得るようにした以外は、
実施例１と同様の操作を行って、基板（複合材料）を得
た。

【００３７】（実施例８）コロイダルシリカを含ませた
補強材の表面処理について、補強材をアミノシラン系カ
ップリング剤であるＮ−フェニル−γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン（信越化学工業社製、品番ＫＢＭ５
７３）とシラン系化合物であるフェニルトリメトキシシ
ラン（東芝シリコーン社製、品番ＴＳＬ８１７３）を重
量比で１：１に混合したものの、濃度２重量％水溶液に
浸漬し、絞りロールを通した後、１１０℃で５分間熱処
理することにより、補強材への表面処理剤の付着量が、
表面処理後の無機粒子を含む補強材１００重量部に対
し、０．８７重量部である表面処理済の補強材を得るよ
うにした以外は、実施例１と同様の操作を行って、基板
（複合材料）を得た。

【００３８】（実施例９）コロイダルシリカを含ませた
補強材の表面処理について、補強材をアミノシラン系カ
ップリング剤であるγ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン（信越化学工業社製、品番ＫＢＥ９０３）とシラン
系化合物であるフェニルトリメトキシシラン（東芝シリ
コーン社製、品番ＴＳＬ８１７３）を重量比で３：１に
混合したものの、濃度２重量％水溶液に浸漬し、絞りロ
ールを通した後、１１０℃で５分間熱処理することによ
り、補強材への表面処理剤の付着量が、表面処理後の無
機粒子を含む補強材１００重量部に対し、０．８９重量
部である表面処理済の補強材を得るようにした以外は、
実施例１と同様の操作を行って、基板（複合材料）を得
た。

【００３９】（実施例１０）コロイダルシリカを含ませ
た補強材の表面処理について、補強材をアミノシラン系
カップリング剤であるγ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン（信越化学工業社製、品番ＫＢＥ９０３）とシラ
ン系化合物であるフェニルトリメトキシシラン（東芝シ
リコーン社製、品番ＴＳＬ８１７３）を重量比で１：１
に混合したものの、濃度２重量％水溶液に浸漬し、絞り
ロールを通した後、１１０℃で５分間熱処理することに
より、補強材への表面処理剤の付着量が、表面処理後の
無機粒子を含む補強材１００重量部に対し、０．８７重
量部である表面処理済の補強材を得るようにした以外
は、実施例１と同様の操作を行って、基板（複合材料）
を得た。

【００４０】（実施例１１）コロイダルシリカを含ませ
た補強材の表面処理について、補強材をアミノシラン系
カップリング剤であるγ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン（信越化学工業社製、品番ＫＢＥ９０３）とシラ
ン系化合物であるフェニルトリメトキシシラン（東芝シ
リコーン社製、品番ＴＳＬ８１７３）を重量比で１：４
に混合したものの、濃度２重量％水溶液に浸漬し、絞り
ロールを通した後、１１０℃で５分間熱処理することに
より、補強材への表面処理剤の付着量が、表面処理後の
無機粒子を含む補強材１００重量部に対し、０．８３重
量部である表面処理済の補強材を得るようにした以外
は、実施例１と同様の操作を行って、基板（複合材料）
を得た。

【００４１】（比較例１）コロイダルシリカを含ませた
補強材の表面処理を行わないようにした以外は、実施例
１と同様の操作を行って、基板（複合材料）を得た。

【００４２】（比較例２）コロイダルシリカを含ませた
補強材の表面処理について、補強材をγ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン（信越化学工業社製、品番
ＫＢＭ４０３）の、濃度１重量％水溶液に浸漬し、絞り
ロールを通した後、１１０℃で５分間熱処理することに
より、補強材への表面処理剤の付着量が、表面処理後の
無機粒子を含む補強材１００重量部に対し、０．９１重
量部である表面処理済の補強材を得るようにした以外
は、実施例１と同様の操作を行って、基板（複合材料）
を得た。

【００４３】（比較例３）コロイダルシリカを含ませた
補強材の表面処理について、補強材をシラン系化合物で
あるフェニルトリメトキシシラン（東芝シリコーン社
製、品番ＴＳＬ８１７３）の、濃度１重量％水溶液に浸
漬し、絞りロールを通した後、１１０℃で５分間熱処理
することにより、補強材への表面処理剤の付着量が、表
面処理後の無機粒子を含む補強材１００重量部に対し、
０．４９重量部である表面処理済の補強材を得るように
した以外は、実施例１と同様の操作を行って、基板（複
合材料）を得た。

【００４４】なお、上記の各実施例及び各比較例におけ
る、補強材への表面処理剤の付着量の測定は次のように
して行った。まず、表面処理後の無機粒子を含む補強材
を９０℃、１時間乾燥して水分を除去する。次いで、こ
の水分を除去した補強材の重量を測定した後、この補強
材を３００℃で２時間、加熱処理して、再度その重量を
測定し、３００℃、２時間の加熱処理により減少した重
量を算出する。この加熱処理により減少した重量をシラ
ン系化合物のＳｉ以外の成分の重量と見なし、この重量
と、原料として用いたアミノシラン系カップリング剤や
シラン系化合物の構造式とに基づいて、表面処理剤（ア
ミノシラン系カップリング剤やシラン系化合物）の付着
量を算出することにより、補強材への表面処理剤の付着
量求めた。

【００４５】また、各実施例及び各比較例で得られた基
板について、吸湿処理後の絶縁抵抗試験及び吸湿処理後
の半田耐熱試験を下記のようにして行い、その結果を表
１に示した。吸湿処理後の絶縁抵抗については、ＪＩＳ
Ｃ６４８１に準じて、１００℃の沸騰水中で２時間浸
漬した後の絶縁抵抗を測定した。吸湿処理後の半田耐熱
については、試料を１３５℃の飽和水蒸気中に２時間さ
らした（ＰＣＴ処理）後、直ちに２６０℃の半田浴中に
６０秒間浸漬し、ふくれが生じるかどうかを調べた。試
料５個についてこの試験を行い、５個全てにふくれが生
じなかった場合には○、５個全てにふくれが発生した場
合は×、５個中にふくれが生じたものとふくれが生じな
かったものとが混在する場合は△として表１に示した。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１の結果から、本発明の実施例では、比
較例に比べ吸湿処理後の絶縁抵抗及び吸湿処理後の半田
耐熱性の優れた基板が得られていることが確認できた。

【００４８】

【発明の効果】請求項１〜請求項６に係る発明では、無
機粒子を含む補強材をアミノシラン系カップリング剤を
含む表面処理剤を使用して表面処理するので、請求項１
〜請求項６に係る発明によれば、吸湿処理後の絶縁抵抗
及び吸湿処理後の半田耐熱性が優れる複合材料が得られ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山河清志郎大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モノフィラメントが集束されてなるスト
ランドからなる補強材に、平均粒径１０００ｎｍ以下の
無機粒子を前記補強材１００重量部に対して１〜３０重
量部の割合で含ませ、次いでこの無機粒子を含む補強材
にエポキシ樹脂ワニスを含浸、乾燥してプリプレグを
得、次いでこのプリプレグを成形して複合材料を製造す
る複合材料の製造方法において、無機粒子を含む補強材
をアミノシラン系カップリング剤を含む表面処理剤を使
用して、表面処理することを特徴とする複合材料の製造
方法。
【請求項２】アミノシラン系カップリング剤が下記一
般式で表されるカップリング剤であることを特徴とす
る請求項１記載の複合材料の製造方法。Ｈ₂Ｎ−Ｃ₃Ｈ₆ＳｉＸ₃ −−− （ＸはＯＣＨ₃、ＯＣ₂Ｈ₅、ＯＣ₃Ｈ₇又はＣｌを表
す。）
【請求項３】前記表面処理剤が、下記一般式で表さ
れるシラン系化合物をも含有していることを特徴とする
請求項１又は請求項２記載の複合材料の製造方法。Ｃ_nＨ_mＳｉＹ₃ −−− （ｎは１０以下の自然数、ｍは自然数、ＹはＯＣＨ₃、
ＯＣ₂Ｈ₅、ＯＣ₃Ｈ₇又はＣｌを表す。）
【請求項４】前記一般式で表されるシラン系化合物
が下記一般式で表されるフェニルシラン系化合物であ
ることを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか
に記載の複合材料の製造方法。Ｃ₆Ｈ₅ＳｉＹ₃ −−− （ＹはＯＣＨ₃、ＯＣ₂Ｈ₅、ＯＣ₃Ｈ₇又はＣｌを表
す。）
【請求項５】表面処理剤中のシラン系化合物全量に対
し、アミノシラン系カップリング剤の量が３０重量％以
上であって、前記一般式で表されるフェニルシラン系
化合物の量が７０重量％以下であることを特徴とする請
求項４記載の複合材料の製造方法。
【請求項６】無機粒子を含む補強材の表面処理を、補
強材への表面処理剤の付着量が、表面処理後の無機粒子
を含む補強材１００重量部に対し、０．０５〜１．０重
量部となるように施すことを特徴とする請求項１から請
求項５までの何れかに記載の複合材料の製造方法。