JPH1044338A - 電気用積層板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反り及び寸法安定性を改善した電気用積層板
を提供する。 【解決手段】 基材に樹脂含浸してなるプリプレグを積
層し加熱加圧成形してなる樹脂積層板であって、桐油と
フェノール類との反応物にキシレン樹脂を反応させた化
合物をノボラック化してなるノボラック型フェノールホ
ルムアルデヒド樹脂を第１成分とし、エポキシ樹脂を第
２成分として、これら第１及び第２成分を反応させた樹
脂硬化物を樹脂成分として含有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器、電気機
器用のプリント配線板、電気絶縁基板等に用いられる電
気用積層板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、電子機器、電気機器用のプリ
ント配線板、電気絶縁基板等に用いられる電気用積層板
として、フェノール樹脂組成物をクラフト紙やリンター
紙等の基材に含浸してなるプリプレグを積層し加熱加圧
成形してなるフェノール樹脂積層板が使用されている。
従来のフェノール樹脂積層板では主にレーゾル型フェノ
ール樹脂を用いるのが一般的であったが、このものは反
りが大きいという欠点を有していた。この反りの大きな
要因としては、レーゾル型フェノール樹脂がその性質
上、加熱加圧成形時に脱水縮合反応を起こすことに起因
するものと思われるもので、すなわち、加熱加圧成形時
に積層体に加わる熱履歴の差により脱水縮合反応に差を
生じ、これにより反応に伴って起こる樹脂の硬化収縮に
差を生じてこれが残留歪となって成形後に積層板の反り
となって現れると考えられる。また、このレーゾル型フ
ェノール樹脂の脱水縮合反応に伴って起こる樹脂の硬化
収縮は積層板の寸法安定性を低下させる要因にもなって
いるものと思われる。これに対し、従来では、桐油等の
乾性油で変性したフェノール樹脂を用いて積層板を可塑
化させる手法により、樹脂の収縮を低減させて反りの発
生を抑制していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年で
は電子機器、電気機器の高性能化に伴い、これらに搭載
される電気用積層板の性能にもより高いレベルが要求さ
れてきている。

【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、反り及び寸法安定性を改善した電気用積層板を提
供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１記載の電気用積層板は、基材に樹
脂含浸してなるプリプレグを積層し加熱加圧成形してな
る電気用積層板において、樹脂成分として、下記第１成
分と第２成分との反応硬化物を含むことを特徴とする。 第１成分：桐油とフェノール類の反応物にキシレン樹脂
を反応させた化合物をノボラック化してなるノボラック
型フェノールホルムアルデヒド樹脂 第２成分：エポキシ樹脂。

【０００６】また、請求項２記載の電気用積層板は、請
求項１記載の電気用積層板において、上記第１成分にお
けるノボラック型フェノールホルムアルデヒド樹脂にお
いて、フェノールに対するキシレン樹脂の比率が１０〜
４５重量％であることを特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳しく説明
する。

【０００８】本発明に係る電気用積層板は、基材に樹脂
含浸してなるプリプレグを積層し加熱加圧成形してなる
樹脂積層板であって、桐油とフェノール類との反応物に
キシレン樹脂を反応させた化合物をノボラック化してな
るノボラック型フェノールホルムアルデヒド樹脂を第１
成分とし、エポキシ樹脂を第２成分として、これら第１
及び第２成分を反応させた樹脂硬化物を樹脂成分として
含有している。

【０００９】第１成分であるノボラック型フェノールホ
ルムアルデヒド樹脂は、桐油とフェノール類の反応物に
キシレン樹脂を添加し、反応させた樹脂をベースにして
ホルムアルデヒドを酸触媒存在下でノボラック化させて
得られる。上記フェノール類としては、フェノールは勿
論のこと、その他にクレゾール等のアルキルフェノー
ル、ビスフェノールなどのフェノール化合物を用いるこ
とも可能であり、また上記フェノール類は、単独または
複数種を併用して用いることもできる。また、上記フェ
ノール類と桐油との反応物は、フェノール類と桐油とを
酸触媒存在下で反応させるなどの公知の手法により得る
ことができる。上記ノボラック型フェノールホルムアル
デヒド樹脂においては、キシレン樹脂を添加し反応させ
ることにより、未反応のフェノールモノマーが低減さ
れ、反応性が向上して架橋密度を向上させることができ
るもので、これにより、半田耐熱やオーブン耐熱等の耐
熱特性を向上させることができるものである。このと
き、キシレン樹脂の添加量は配合したフェノール類に対
して１０〜４５重量％が望ましいものであり、すなわ
ち、キシレン樹脂の添加量が１０重量％以下であると、
耐熱特性の向上効果が小さく、一方、４５重量％を越え
ると吸湿特性が悪化するためである。

【００１０】第２成分であるエポキシ樹脂は、第１成分
と架橋反応する硬化剤としての役割を果たすもので、例
えばビスフェノールＡ型エポキシ、臭素化ビスフェノー
ルＡ型エポキシ、ノボラック型エポキシ、ビスフェノー
ルＦ型エポキシ等のモノマーやポリマーを用いることが
できるものであって、これらを単独、又は複数種を併用
して使用することができるものである。

【００１１】上記プリプレグは、上記第１成分と第２成
分とを適当な溶媒中で混合して樹脂ワニスを調製し、こ
れを基材に含浸し、乾燥して不要な溶媒を除去するとと
もに樹脂組成物を半硬化させて得られる。このとき、上
記第１成分と第２成分とは混合後にプレリアクトさせて
用いても構わないものである。

【００１２】上記樹脂ワニス中の含浸用の樹脂組成物に
は、上記第１成分と第２成分の他に、必要に応じて難燃
剤、硬化触媒、有機又は無機の充填材などの各種添加剤
を添加して含有させることも可能である。この場合、難
燃剤としては、例えばテトラブロモビスフェノールＡな
どの臭素化化合物や、トリフェニルホスフェートやクレ
ジルシフェニルホスフェートなどのリン含有化合物、ア
ンチモンなどの無機物、そのほか公知の材料を用いるこ
とができる。硬化触媒としては、例えばイミダゾール、
トリエチルアミンなどのアミン類を用いることができ
る。また、ワニスに用いる溶媒としては、特に限定され
るものではなく、樹脂の溶解性や揮発性、取扱性や入手
容易性などを考慮して適宜選択して用いることができる
ものであり、例えばメチルエチルケトン、アセトン等の
ケトン類や、メタノール、エタノール等のアルコール
類、水などの単独溶媒又は混合溶媒を用いることができ
るものである。

【００１３】上記基材に上記樹脂組成物を含浸するにあ
たっては、当該樹脂組成物を含浸させる前に、予め上記
基材に対し含浸性のよい他の樹脂組成物を基材に含浸し
ておくと好ましいものである。このように基材に他の樹
脂組成物を一次含浸した後に、本発明にて用いる樹脂組
成物を二次含浸する理由としては、本発明にて用いる樹
脂組成物が第１成分であるノボラック型フェノールホル
ムアルデヒド樹脂が油分である桐油で変性されたもので
あるが故に基材に対して比較的浸透しにくく含浸性が悪
いことに起因している。すなわち、積層板においては電
気特性を向上させるために樹脂含有量を多くする事が有
効であり、これに対し含浸性の低い樹脂を基材に直接含
浸させると十分な樹脂含有量を確保できないので、予め
基材に対し含浸性のよい樹脂を一次含浸して基材への含
浸性を改善してから二次含浸することで十分な樹脂含有
量を確保するものである。この場合、一次含浸には、基
材への含浸性がよく且つ本発明に係る樹脂組成物と馴染
みの良い樹脂組成物を用いることが望ましく、また、こ
の一次含浸では多くの樹脂含浸量が必要でないことから
有機溶剤や水などの溶媒で希釈された粘度の低いワニス
が用いられる。この一次含浸用樹脂組成物としては、例
えば一般に積層板用途に用いられているレゾール型又は
ノボラック型のフェノール樹脂組成物を用いることがで
きるものである。

【００１４】本発明の電気用積層板は、上記プリプレグ
を複数枚積層し、さらに必要に応じて銅、アルミニウ
ム、ニッケル等の金属箔を重ね合わせてプレス成形機で
加熱加圧成形することにより得ることができる。

【００１５】上述したように、本発明の電気用積層板で
は、積層成形時において第１成分であるノボラック型フ
ェノールホルムアルデヒド樹脂と第２成分であるエポキ
シ樹脂とが反応して硬化するので、従来用いられていた
レゾール型フェノール樹脂のように脱水縮合反応を伴う
ことがなく、しかも、樹脂の桐油変性による積層板の可
塑化に加えて、樹脂硬化時の脱水縮合に起因した硬化収
縮を抑制しているので、樹脂の収縮低減効果が大きいも
のとなり、その結果、積層板の反り及び寸法安定性が改
善される。また、キシレン樹脂の含有によりノボラック
型フェノールホルムアルデヒド樹脂中に存在する未反応
のフェノールが低減され、架橋密度もアップするため、
耐熱性も向上したものとなる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の電気用積層板を実施例として
具体的に示し、その性能の評価を行った。

【００１７】−実施例１− 実施例１では、基材に一次含浸した後、本発明に係る樹
脂組成物を二次含浸してプリプレグを作製した。 一次含浸用の樹脂組成物の調製 フェノール１００重量部、及びホルムアルデヒドを３７
重量％含有するホルマリン７０部を反応させてレゾール
型フェノール反応生成物Ａを得た。一方、メラミン１０
０重量部、ホルムアルデヒドを３７重量％含有するホル
マリン１００重量部を反応させてメラミン反応生成物Ｂ
を得た。そして、上記レゾール型フェノール反応生成物
Ａ５０部とメラミン反応生成物Ｂ５０部の混合物を水と
メタノール水溶液で希釈し、固形分１５％の一次含浸用
の樹脂ワニスを得た。 二次含浸用の樹脂組成物の調製 フェノール９０重量部、桐油８０重量部を反応させた桐
油フェノール反応物にキシレン樹脂（三菱ガス化学社製
ニカノールＨ−８０）を固形分で１０部添加し、反応さ
せた。次いで、これにホルムアルデヒドを添加し、酸触
媒下でノボラック化反応を行ってノボラック型フェノー
ルホルムアルデヒド樹脂を得た。このノボラック型フェ
ノールホルムアルデヒド樹脂５０重量部を第１成分とし
てこれに対して、第２成分としてテトラブロムビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂を５０重量部添加した。さらに
この混合物にトリフェニルホスフェートを上記混合樹脂
の樹脂固形分に対して１０重量％配合し、さらに若干量
のイミダゾールを硬化触媒として添加し、溶剤としてメ
チルエチルケトンを添加して二次含浸用の樹脂ワニスを
得た。 プリプレグの作製 基材として重量１２０ｇ／ｍ² のクラフト紙を用い、こ
のクラフト紙に上記一次含浸用の樹脂ワニスを一次含浸
した後に、１３５℃の乾燥機で３０秒乾燥し、樹脂が半
硬化した状態である一次プリプレグＡを得た。この一次
プリプレグＡは一次含浸用の樹脂組成物の樹脂含有量が
クラフト紙に対して１５％であった。次に、この一次プ
リプレグＡに上記二次含浸用の樹脂ワニスを含浸し、１
５５℃の乾燥機で１００秒間処理し、樹脂が半硬化した
状態であるプリプレグＢを製造した。このプリプレグＢ
中における、樹脂の含有量は５４％であった。 積層成形 次に、プリプレグＢを８枚重ね、最上層及び最下層に厚
さ０．０３５mmの銅箔を接着剤を介して配設し、これを
圧力１００kg／cm² 、温度１７０℃で６０分間成形し樹
脂を硬化させて、厚さ１．６mmの両側に銅箔面を有した
積層板を得た。

【００１８】−実施例２− 実施例１における二次含浸用の樹脂組成物のうち、第１
成分においてフェノールの配合を９０重量部から８０重
量部に変更し、キシレン樹脂の配合を１０重量部から２
０重量部に変更した以外は実施例１と同様にして積層板
を得た。

【００１９】−実施例３− 実施例１における二次含浸用の樹脂組成物のうち、第１
成分においてフェノールの配合を９０重量部から７０重
量部に変更し、キシレン樹脂の配合を１０重量部から３
０重量部に変更した以外は実施例１と同様にして積層板
を得た。

【００２０】−実施例４− 実施例１における二次含浸用の樹脂組成物のうち、第１
成分においてフェノールの配合を９０重量部から５０重
量部に変更し、キシレン樹脂の配合を１０重量部から５
０重量部に変更した以外は実施例１と同様にして積層板
を得た。

【００２１】−実施例５− 一次含浸を行うことなく、実施例３における二次含浸用
の樹脂組成物のみを用いてプリプレグを作製した以外
は、実施例１と同様にして積層板を得た。

【００２２】

【比較例】実施例との比較のために、比較例として従来
配合のフェノール樹脂組成物を用いた電気用積層板を作
製し、その性能評価を行った。

【００２３】−比較例１− 二次含浸用の樹脂組成物の調製は次のように行った。フ
ェノール１００部、ホルムアルデヒドを３７重量％含む
ホルマリン８０重量部、桐油８０重量部を反応させた桐
油変性レゾール型フェノール樹脂５０部にエポキシ樹脂
として、テトラブロムビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
を５０部を添加した。その樹脂組成物にトリフェニルホ
スフェート１０重量％を上記の混合樹脂の樹脂固形分に
対して配合し、若干量のイミダゾールを硬化触媒として
添加し、溶剤としてメタノールを添加して、二次含浸用
の樹脂組成物を得た。このフェノール樹脂組成物を二次
含浸に用いた以外は実施例１と同様にして、積層板を得
た。 ○性能評価 得られた実施例１〜５、及び比較例１の積層板について
反り量、寸法変化率、半田耐熱性、吸湿率を評価した。

【００２４】反り量の測定は、積層板の両面にパターン
印刷を行い、１５０℃−３０分加熱した後に４角の反り
量を測定してその平均値を求め、これを反り量とした。
寸法変化率は、ディラトメータを使用して横方向（基材
の繊維方向と直交する方向）について３０℃から１５０
℃まで加熱し再び３０℃まで冷却したときの膨張率及び
収縮率を求めた。半田耐熱性はＪＩＳ−Ｃ６４８１に基
づき、２６０℃の半田にフロートし、ふくれ発生までの
時間を測定した。また、吸湿率は、ＪＩＳ−Ｃ６４８１
に基づき、温度６０℃，湿度９５％の環境下での積層板
の吸湿率を求めた。以上の結果を表１に示した。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１に示した結果の通り、実施例１〜５は
いずれも比較例１に比べて、反り量、寸法変化率、半田
耐熱性が良好であった。また、第１成分においてフェノ
ールに対するキシレン樹脂の添加量を１０〜４５重量％
の範囲とした実施例１〜３では吸湿率が比較的良好であ
ったのに対し、第１成分においてフェノールに対するキ
シレン樹脂の添加量を上記範囲以上である１００重量％
とした実施例４では、吸湿率が大きいものであった。ま
た、基材に一次含浸を行わずに本発明に係る樹脂組成物
のみを含浸したプリプレグを用いた実施例５でも吸湿率
が大きくなっているが、これは基材に対する樹脂の含浸
性が悪いことに起因して、基材層と樹脂層との間に空隙
を生じてこれに水分が入り込んだためと思われる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電気用積
層板によると、反り及び寸法安定性を改善することがで
きるものである。また、これらに加えて耐熱性も向上さ
せることもできる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基材に樹脂含浸してなるプリプレグを積
   層し加熱加圧成形してなる電気用積層板において、樹脂
   成分として、下記第１成分と第２成分との反応硬化物を
   含むことを特徴とする電気用積層板。第１成分：桐油と
   フェノール類の反応物にキシレン樹脂を反応させた化合
   物をノボラック化してなるノボラック型フェノールホル
   ムアルデヒド樹脂第２成分：エポキシ樹脂。
2. 【請求項２】 上記第１成分におけるノボラック型フェ
   ノールホルムアルデヒド樹脂において、フェノール類に
   対するキシレン樹脂の比率が１０〜４５重量％であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の電気用積層板。