JP2009073997A - Epoxy resin composition, prepreg and metal-clad laminate using the epoxy resin composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント配線板の絶縁材料として好ましく用いられるエポキシ樹脂組成物に関し、詳しくは耐熱性及び難燃性に優れたプリント配線板を製造するために好ましく用いられるエポキシ樹脂組成物、そのエポキシ樹脂組成物を用いたプリプレグ及び金属張積層板に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an epoxy resin composition preferably used as an insulating material for a printed wiring board, and more specifically, an epoxy resin composition preferably used for producing a printed wiring board excellent in heat resistance and flame retardancy, and the epoxy resin thereof The present invention relates to a prepreg and a metal-clad laminate using the composition.
近年の情報通信分野で用いられる電子機器においては、信号の大容量化や高速化が進展しており、高周波特性が良く、配線数増加による高多層化に対応できるプリント配線板が要求されている。 In recent years, electronic devices used in the field of information and communication have been increasing in capacity and speed of signals, and there is a demand for printed wiring boards that have good high-frequency characteristics and can cope with a higher number of layers due to an increase in the number of wires. .
このような電子機器に用いられるプリント配線板においては、MHz帯からGHz帯という高周波領域における信頼性を維持するために、低誘電率(ε)及び低誘電正接(tanδ)が必要になる。従来、このような電気特性を有するプリント配線板として、その絶縁層に、エポキシ樹脂にポリフェニレンエーテル(PPE)を配合した熱硬化性樹脂組成物を用いたものが知られている。このような熱硬化性樹脂組成物は、通常のエポキシ樹脂組成物よりも優れた誘電特性を示すが、他の高価な高周波基板用材料であるPTFE等のフッ素樹脂や、BT樹脂、ポリイミド樹脂などと比較すると、耐熱性が低いという問題があった。 In a printed wiring board used for such an electronic device, a low dielectric constant (ε) and a low dielectric loss tangent (tan δ) are required in order to maintain reliability in a high frequency region from the MHz band to the GHz band. Conventionally, as a printed wiring board having such electrical characteristics, one using a thermosetting resin composition in which polyphenylene ether (PPE) is blended with an epoxy resin is used for its insulating layer. Such a thermosetting resin composition exhibits a dielectric property superior to that of a normal epoxy resin composition, but other expensive high-frequency substrate materials such as PTFE, BT resin, polyimide resin, etc. There was a problem that heat resistance was low.
このような耐熱性の低さを改良するために、下記特許文献1や特許文献2には、特定のエポキシ化合物と低分子量化されたフェノール変性ポリフェニレンエーテルと、硬化剤としてシアネート化合物を必須成分として含むエポキシ樹脂組成物が開示されている。このようなエポキシ樹脂組成物は、耐熱性が高く、優れた誘電特性をも備えている。 In order to improve such low heat resistance, the following Patent Document 1 and Patent Document 2 include a specific epoxy compound, a low molecular weight phenol-modified polyphenylene ether, and a cyanate compound as an essential component as a curing agent. An epoxy resin composition is disclosed. Such an epoxy resin composition has high heat resistance and also has excellent dielectric properties.
また、プリント配線板の絶縁層に用いられるエポキシ樹脂組成物には、上記のような、誘電特性や耐熱性に加えて、高い難燃性も求められる。このようなエポキシ樹脂組成物に難燃性を付与するために、エポキシ樹脂成分として臭素化エポキシ化合物を所定量配合するという方法が広く用いられていた。
臭素化エポキシ化合物を樹脂成分として含有し、硬化剤としてシアネート化合物を含有するエポキシ樹脂組成物は、従来用いられていた、硬化剤として酸無水物やフェノール系硬化剤を用いた場合に比べると耐熱性は優れているものの、他の高周波基板用材料の耐熱性と比べると未だ不充分であった。 Epoxy resin compositions containing a brominated epoxy compound as a resin component and a cyanate compound as a curing agent are heat resistant compared to the case where an acid anhydride or a phenolic curing agent is used as a curing agent. Although the performance is excellent, it is still insufficient as compared with the heat resistance of other high-frequency substrate materials.
本発明は、臭素化エポキシ化合物を樹脂成分として含有し、硬化剤としてシアネート化合物を含有するエポキシ樹脂組成物において、より高い耐熱性を維持することができるエポキシ樹脂組成物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition capable of maintaining higher heat resistance in an epoxy resin composition containing a brominated epoxy compound as a resin component and containing a cyanate compound as a curing agent. To do.
本発明者らは、臭素化エポキシ化合物を樹脂成分として含有し、硬化剤としてシアネート化合物を含有するエポキシ樹脂組成物において、耐熱性を改良するための検討を行った結果、臭素化エポキシ化合物が有する臭素原子が高温時において脱離することにより、樹脂骨格を分解して、硬化物の耐熱性を低下させていると思われる幾つかの知見を得た。かかる知見から、本発明を完成するに至った。 As a result of studies for improving heat resistance in an epoxy resin composition containing a brominated epoxy compound as a resin component and a cyanate compound as a curing agent, the present inventors have a brominated epoxy compound. We have obtained some findings that bromine atoms are desorbed at high temperatures to decompose the resin skeleton and reduce the heat resistance of the cured product. From this knowledge, the present invention has been completed.
すなわち、本発明のエポキシ樹脂組成物は、一分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する臭素化エポキシ化合物、シアネートエステル化合物、硬化触媒、及び遊離ハロゲン吸着材を含有することを特徴とするものである。本発明のように、エポキシ樹脂組成物中に遊離ハロゲン吸着材を含有させることにより、高温時において臭素化エポキシ化合物から発生する遊離臭素(臭素イオンまたは臭素ラジカル)を、吸着材が捕捉して樹脂骨格を分解する作用を抑制するために、耐熱性の低下を抑制することができる。 That is, the epoxy resin composition of the present invention comprises a brominated epoxy compound having at least two epoxy groups in one molecule, a cyanate ester compound, a curing catalyst, and a free halogen adsorbent. is there. As in the present invention, by containing a free halogen adsorbent in the epoxy resin composition, the adsorbent captures free bromine (bromine ions or bromine radicals) generated from the brominated epoxy compound at high temperatures. In order to suppress the action of decomposing the skeleton, a decrease in heat resistance can be suppressed.
上記のような遊離ハロゲン吸着材としては、ゼオライト、活性炭、イオン交換体、及びシリカゲルから選ばれる少なくとも1種が好ましく用いられる。 As the above-mentioned free halogen adsorbent, at least one selected from zeolite, activated carbon, ion exchanger, and silica gel is preferably used.
また、前記エポキシ樹脂組成物は、数平均分子量が10000以下のポリフェニレンエーテルをさらに含有する場合には、より高い誘電特性が得られる点から好ましい。 Moreover, the said epoxy resin composition is preferable from the point from which a higher dielectric characteristic is acquired, when the number average molecular weight further contains polyphenylene ether of 10,000 or less.
また、前記エポキシ樹脂組成物中には、硬化触媒が有機金属塩を含有することが、より高い耐熱性や流動性を維持できる点から好ましい。 Moreover, in the said epoxy resin composition, it is preferable that a curing catalyst contains organometallic salt from the point which can maintain higher heat resistance and fluidity | liquidity.
また、本発明のプリプレグは、前記エポキシ樹脂組成物を繊維質基材に含浸させ、硬化させて得られるものである。 Moreover, the prepreg of the present invention is obtained by impregnating a fibrous base material with the epoxy resin composition and curing it.
また、本発明の金属張積層板は、前記プリプレグに金属箔が積層して、加熱加圧成形して得られるものである。 In addition, the metal-clad laminate of the present invention is obtained by laminating a metal foil on the prepreg and heating and pressing.
本発明によれば、耐熱性及び難燃性に優れた、プリント配線板等の製造に好ましく用いられるエポキシ樹脂組成物が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the epoxy resin composition excellent in heat resistance and a flame retardance and preferably used for manufacture of a printed wiring board etc. is obtained.
本発明に用いられる、一分子中に少なくとも2個のエポキシ基を有する臭素化エポキシ化合物の種類は、特に限定されない。その具体例としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物等の臭素置換体である臭素化エポキシ化合物が挙げられる。これらは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、特に、ビスフェノールA型エポキシ化合物の臭素置換体である、テトラブロモビスフェノールA型エポキシ化合物が難燃性及び硬化性に優れている点から好ましく用いられる。 The kind of brominated epoxy compound having at least two epoxy groups in one molecule used in the present invention is not particularly limited. Specific examples thereof include bromine which is a bromine-substituted product such as bisphenol A type epoxy compound, bisphenol F type epoxy compound, phenol novolac type epoxy compound, dicyclopentadiene type epoxy compound, naphthalene type epoxy compound, biphenyl type epoxy compound, and the like. An epoxy compound is mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, a tetrabromobisphenol A type epoxy compound, which is a bromine-substituted product of a bisphenol A type epoxy compound, is particularly preferably used because it is excellent in flame retardancy and curability.
本発明のエポキシ樹脂組成物には、ハロゲンを含有しないエポキシ化合物をさらに含有してもよい。その具体例としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物等が挙げられる。これらは、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物及びナフタレン型エポキシ化合物が、硬化物にさらに高い耐熱性を与える点から好ましく用いられる。 The epoxy resin composition of the present invention may further contain an epoxy compound containing no halogen. Specific examples thereof include bisphenol A type epoxy compounds, bisphenol F type epoxy compounds, phenol novolac type epoxy compounds, dicyclopentadiene type epoxy compounds, naphthalene type epoxy compounds, biphenyl type epoxy compounds and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In these, a dicyclopentadiene type epoxy compound and a naphthalene type epoxy compound are preferably used from the point which gives still higher heat resistance to hardened | cured material.
本発明のエポキシ樹脂組成物中の前記臭素化エポキシ化合物の配合割合としては、樹脂成分全量中に、臭素含有割合が5〜30質量%、さらには10〜20質量%になるように配合されることが、充分な難燃性を維持できる点から好ましい。また、前記臭素化エポキシ化合物を含むエポキシ化合物全量の配合割合としては、樹脂成分全量中に、20〜70質量%、さらには30〜60質量%配合されることが、充分な耐熱性と優れた機械的特性及び電気特性を維持できる点から好ましい。 The blending ratio of the brominated epoxy compound in the epoxy resin composition of the present invention is such that the bromine content is 5 to 30% by mass, further 10 to 20% by mass in the total amount of the resin component. Is preferable from the viewpoint that sufficient flame retardancy can be maintained. Moreover, as a compounding ratio of the total amount of the epoxy compound including the brominated epoxy compound, 20 to 70% by mass, and further 30 to 60% by mass of the resin component total amount is sufficient with sufficient heat resistance. It is preferable from the viewpoint that mechanical characteristics and electrical characteristics can be maintained.
本発明に用いられるシアネートエステル化合物は、1分子中に2個以上のシアネート基を有する化合物であれば特に限定なく用いられる。その具体例としては、例えば、2,2−ビス(4−シアナートフェニル)プロパン、ビス(3,5−ジメチル−4−シアナートフェニル)メタン、2,2−ビス(4−シアナートフェニル)エタン等またはこれらの誘導体等の芳香族系シアネートエステル化合物等が挙げられる。これらは単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The cyanate ester compound used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having two or more cyanate groups in one molecule. Specific examples thereof include 2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane, bis (3,5-dimethyl-4-cyanatophenyl) methane, and 2,2-bis (4-cyanatophenyl). And aromatic cyanate ester compounds such as ethane and derivatives thereof. These may be used alone or in combination of two or more.
前記シアネートエステル化合物は、エポキシ樹脂の硬化剤として作用し、剛直な骨格を形成する成分である。このために、高いガラス転移点(Tg)を与える。また、低粘度であるために得られる樹脂ワニスの高流動性を維持することができる。 The cyanate ester compound is a component that acts as a curing agent for an epoxy resin and forms a rigid skeleton. This gives a high glass transition point (Tg). Moreover, since the viscosity is low, the high fluidity of the resin varnish obtained can be maintained.
なお、シアネートエステル化合物は、有機金属塩等の硬化触媒の存在により、シアネートエステル化合物同士においても自己重合する。この自己重合反応は、シアネート基同士が反応してトリアジン環を形成することによって重合反応が進むものである。このような自己重合反応も耐熱性向上に寄与する。 Cyanate ester compounds also self-polymerize with each other in the presence of a curing catalyst such as an organic metal salt. In this self-polymerization reaction, cyanate groups react with each other to form a triazine ring, whereby the polymerization reaction proceeds. Such a self-polymerization reaction also contributes to an improvement in heat resistance.
シアネートエステル化合物の配合割合としては、樹脂成分中、20〜70質量%、さらには30〜60質量%配合されることが、耐熱性が充分に得られ、また、基材に対する含浸性が優れ、樹脂ワニス中でも結晶が析出しにくい点から好ましい。 As the blending ratio of the cyanate ester compound, 20 to 70% by mass, and further 30 to 60% by mass of the resin component is obtained, and sufficient heat resistance is obtained, and the impregnation property to the substrate is excellent. It is preferable from the point that a crystal | crystallization hardly precipitates also in a resin varnish.
本発明のエポキシ樹脂組成物中には、数平均分子量10000以下のポリフェニレンエーテルがさらに含有されることが好ましい。このようなポリフェニレンエーテルは、重合反応により得られたものであっても、高分子量のPPEをフェノール系化合物とラジカル開始剤の存在下でトルエン等の溶媒中で加熱し再分配反応させて得られたものであってもよい。 The epoxy resin composition of the present invention preferably further contains polyphenylene ether having a number average molecular weight of 10,000 or less. Even if such polyphenylene ether is obtained by a polymerization reaction, it is obtained by redistributing a high molecular weight PPE by heating it in a solvent such as toluene in the presence of a phenolic compound and a radical initiator. It may be.
なお、上記再分配反応により得られるポリフェニレンエーテルは、分子鎖の両末端に硬化に寄与するフェノール系化合物に由来する水酸基を有するために、さらに高い耐熱性を維持することができる点から好ましい。また、重合により得られたポリフェニレンエーテルは、優れた流動性を示す点から好ましい。 In addition, since the polyphenylene ether obtained by the said redistribution reaction has the hydroxyl group derived from the phenol type compound which contributes to hardening at both ends of a molecular chain, it is preferable from the point which can maintain still higher heat resistance. Moreover, the polyphenylene ether obtained by polymerization is preferable from the point of showing excellent fluidity.
前記ポリフェニレンエーテルの数平均分子量は、10000以下であり、好ましくは2000〜4000である。前記数平均分子量が10000を超える場合には、流動性が悪くなり、またエポキシ化合物のエポキシ基との反応性も低下して、硬化反応に長い時間を要したり、硬化系に取り込まれず未反応のものが増加してガラス転移温度が低下し、十分な耐熱性の改善が望めなくなる。 The number average molecular weight of the polyphenylene ether is 10,000 or less, preferably 2000 to 4000. When the number average molecular weight exceeds 10,000, the fluidity is deteriorated, the reactivity with the epoxy group of the epoxy compound is also lowered, and the curing reaction takes a long time or is not taken into the curing system and is not reacted. As a result, the glass transition temperature decreases and sufficient heat resistance cannot be expected.
前記ポリフェニレンエーテルの分子量の調節は、前記再分配反応においては、用いるフェノール系化合物の配合量を調整することによりできる。即ち、フェノール系化合物の配合量が多いほど、その分子量は低くなる。 The molecular weight of the polyphenylene ether can be adjusted by adjusting the amount of the phenolic compound used in the redistribution reaction. That is, the greater the amount of the phenolic compound, the lower the molecular weight.
上記再分配反応に供される高分子量のPPEとしては市販品等の公知のものが使用でき、その代表的なものとしてポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)等が挙げられる。また、上記再分配反応にて用いられるフェノール系化合物としては、特に限定されないが、例えばビスフェノールA、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等のように、フェノール性水酸基を分子内に2個以上有する多官能のフェノール系化合物が好ましく用いられる。これらは単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the high molecular weight PPE subjected to the above redistribution reaction, commercially available products such as commercial products can be used, and typical examples thereof include poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene ether). . In addition, the phenolic compound used in the redistribution reaction is not particularly limited. For example, a polyfunctional phenol having two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule such as bisphenol A, phenol novolak, cresol novolak, and the like. System compounds are preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.
前記ポリフェニレンエーテルの配合割合としては、樹脂成分中20〜60質量%、さらには30〜50質量%であることが優れた誘電特性を充分に付与することができる点から好ましい。 The blending ratio of the polyphenylene ether is preferably 20 to 60% by mass, more preferably 30 to 50% by mass in the resin component, from the viewpoint of sufficiently imparting excellent dielectric properties.
本発明に用いられる硬化触媒は、前記エポキシ化合物及び、必要に応じて添加されるポリフェニレンエーテルと、硬化剤であるシアネートエステル化合物との反応を促進させる触媒であり、具体的には、例えば、オクタン酸,ステアリン酸,アセチルアセトネート,ナフテン酸,サリチル酸等の有機酸のZn,Cu等の有機金属塩、トリエチルアミン,トリエタノールアミン等の3級アミン、2−エチル−4−イミダゾール,4−メチルイミダゾール等のイミダゾール類等が挙げられる。これらは、単独でも、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、有機金属塩、特には、オクタン酸亜鉛が好ましく用いられる。 The curing catalyst used in the present invention is a catalyst that promotes the reaction between the epoxy compound and polyphenylene ether added as necessary, and a cyanate ester compound that is a curing agent. Acids, stearic acid, acetylacetonate, naphthenic acid, organic acids such as salicylic acid, organic metal salts such as Zn and Cu, tertiary amines such as triethylamine and triethanolamine, 2-ethyl-4-imidazole, 4-methylimidazole And imidazoles. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, organometallic salts, particularly zinc octoate, are preferably used.
前記硬化触媒の配合割合は特に限定されないが、例えば、有機金属塩を用いる場合には、樹脂成分100質量部に対して0.005〜5質量部程度であることが好ましく、イミダゾール類を用いる場合には、樹脂成分100質量部に対して0.01〜5質量部程度であることが好ましい。 The blending ratio of the curing catalyst is not particularly limited. For example, when an organic metal salt is used, it is preferably about 0.005 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component, and imidazoles are used. It is preferable that it is about 0.01-5 mass parts with respect to 100 mass parts of resin components.
本発明に用いられる、遊離ハロゲン吸着材は、イオン交換反応、物理吸着、又は化学吸着により遊離ハロゲン(ハロゲンイオン又はハロゲンラジカル)をトラップする粉末状の物質であれば特に限定なく用いられる。その具体例としては、例えば、合成ゼオライト,天然ゼオライト等のゼオライト、活性炭、シリカゲル、化学合成された無機イオン交換体やイオン交換樹脂等が挙げられる。その市販品の例としては、東亞合成(株)製の無機イオン交換体IXEシリーズや、ユニオン昭和(株)製のモレキュラーシーブ等が挙げられる。これらは単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The free halogen adsorbent used in the present invention is not particularly limited as long as it is a powdery substance that traps free halogen (halogen ions or halogen radicals) by ion exchange reaction, physical adsorption, or chemical adsorption. Specific examples thereof include zeolites such as synthetic zeolite and natural zeolite, activated carbon, silica gel, chemically synthesized inorganic ion exchangers and ion exchange resins, and the like. Examples of such commercially available products include inorganic ion exchanger IXE series manufactured by Toagosei Co., Ltd., molecular sieve manufactured by Union Showa Co., Ltd., and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
遊離ハロゲン吸着材の配合割合としては、ハロゲンイオンなどを捕捉するための充分量であれば特に限定されないが、樹脂成分100質量部に対して、1〜30質量部、さらには、5〜10質量部であることが、得られる樹脂組成物の流動性を充分に維持する点等から好ましい。 The blending ratio of the free halogen adsorbent is not particularly limited as long as it is a sufficient amount for capturing halogen ions and the like, but is 1 to 30 parts by mass, and further 5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component. Is preferably from the viewpoint of sufficiently maintaining the fluidity of the resulting resin composition.
このような遊離ハロゲン吸着材は、樹脂ワニス中で分散されて存在する。この分散時における粒子径としては、0.01〜50μm、さらには、1〜10μm程度であることが好ましい。 Such a free halogen adsorbent is present dispersed in the resin varnish. The particle diameter at the time of dispersion is preferably about 0.01 to 50 μm, more preferably about 1 to 10 μm.
本発明のエポキシ樹脂組成物には、難燃性を付与するために難燃剤をさらに添加してもよい。難燃剤の具体例としては、例えば、臭素系難燃剤等のハロゲン系難燃剤や、リン系難燃剤等が挙げられるが、ハロゲンの発生をより抑制するためには、リン系難燃剤が好ましく用いられる。 A flame retardant may be further added to the epoxy resin composition of the present invention in order to impart flame retardancy. Specific examples of the flame retardant include, for example, halogen-based flame retardants such as brominated flame retardants and phosphorus-based flame retardants. In order to further suppress the generation of halogen, phosphorus-based flame retardants are preferably used. It is done.
本発明のエポキシ樹脂組成物には、加熱時における寸法安定性を高めたり、難燃性を高める等の目的で、必要に応じて無機充填材が添加されてもよい。 An inorganic filler may be added to the epoxy resin composition of the present invention as necessary for the purpose of increasing the dimensional stability during heating or increasing the flame retardancy.
無機充填材の具体例としては、例えば、シリカ、アルミナ、タルク、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化チタン、マイカ、ホウ酸アルミニウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。 Specific examples of the inorganic filler include silica, alumina, talc, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, titanium oxide, mica, aluminum borate, barium sulfate, calcium carbonate, and the like.
無機充填材の配合割合としては、樹脂成分100質量部に対して、10〜100質量部、さらには、20〜50質量部であることが、流動性や金属箔との密着性を低下させずに、寸法安定性を向上させる点から好ましい。 The blending ratio of the inorganic filler is 10 to 100 parts by mass, and further 20 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component, without reducing the fluidity and adhesion to the metal foil. Moreover, it is preferable from the viewpoint of improving dimensional stability.
本発明のエポキシ樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じてその他通常のエポキシ樹脂組成物に配合される成分、例えば熱安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、染料や顔料、滑剤等を配合してもよい。 In the epoxy resin composition of the present invention, as long as the effects of the present invention are not impaired, other components that are blended in the normal epoxy resin composition as necessary, for example, a heat stabilizer, an antistatic agent, an ultraviolet absorber, You may mix | blend a flame retardant, dye, a pigment, a lubricant, etc.
本発明のエポキシ樹脂組成物は、樹脂成分の何れもが樹脂ワニス中で溶解されていることが好ましい。このような樹脂ワニスは、例えば、以下のようにして調製される。 In the epoxy resin composition of the present invention, it is preferable that all of the resin components are dissolved in the resin varnish. Such a resin varnish is prepared as follows, for example.
エポキシ化合物、シアネートエステル化合物、及び必要に応じて用いられるポリフェニレンエーテルをそれぞれ所定量のトルエン等の溶媒に溶解させる。この際、必要に応じて、加熱してもよい。また、溶解に際しては、エポキシ化合物及びシアネートエステル化合物として、常温でトルエン等の溶媒に溶解するものを用いることが、樹脂ワニス中で析出物等を生じにくい点から好ましい。 An epoxy compound, a cyanate ester compound, and a polyphenylene ether used as necessary are each dissolved in a predetermined amount of a solvent such as toluene. At this time, heating may be performed as necessary. In addition, when dissolving, it is preferable to use an epoxy compound and a cyanate ester compound that are soluble in a solvent such as toluene at room temperature from the viewpoint that precipitates and the like are not easily generated in the resin varnish.
さらに、必要に応じて無機充填材を添加する場合には、ボールミル、ビーズミル、プラネタリーミキサー、ロールミル等を用いて、所定の分散状態になるまで分散させる。 Furthermore, when adding an inorganic filler as required, it is dispersed using a ball mill, a bead mill, a planetary mixer, a roll mill or the like until a predetermined dispersion state is obtained.
そして、樹脂成分が溶解された樹脂ワニスに、さらに、硬化触媒、及び遊離ハロゲン吸着材を添加して、均一になるように撹拌する。このようにして、樹脂ワニスが調製される。 Then, a curing catalyst and a free halogen adsorbent are further added to the resin varnish in which the resin component is dissolved, and the mixture is stirred so as to be uniform. In this way, a resin varnish is prepared.
得られた樹脂ワニスを用いてプリプレグを製造する方法としては、例えば、前記樹脂ワニスを繊維質基材に含浸させた後、乾燥する方法が挙げられる。 Examples of a method for producing a prepreg using the obtained resin varnish include a method of impregnating a fibrous base material with the resin varnish and then drying.
繊維質基材としては、例えばガラスクロス、アラミドクロス、ポリエステルクロス、ガラス不織布、アラミド不織布、ポリエステル不織布、パルプ紙、リンター紙等が挙げられる。なお、ガラスクロスを用いると、機械強度が優れた積層板が得られ、特に偏平処理加工したガラスクロスが好ましい。偏平加工としては例えば、ガラスクロスを適宜の圧力でプレスロールにて連続的に加圧してヤーンを偏平に圧縮することにより行うことができる。なお、基材の厚みとしては0.04〜0.3mmのものを一般的に使用できる。 Examples of the fibrous base material include glass cloth, aramid cloth, polyester cloth, glass nonwoven fabric, aramid nonwoven fabric, polyester nonwoven fabric, pulp paper, linter paper and the like. When a glass cloth is used, a laminate having excellent mechanical strength can be obtained, and a flat glass processed glass cloth is particularly preferable. The flattening can be performed, for example, by continuously pressing the glass cloth with a press roll with an appropriate pressure and compressing the yarn flatly. In addition, as a thickness of a base material, the thing of 0.04-0.3 mm can generally be used.
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組成及び樹脂量に調整することも可能である。 Impregnation is performed by dipping or coating. Impregnation can be repeated a plurality of times as necessary.In this case, the impregnation can be repeated using a plurality of solutions having different compositions and concentrations, and finally the desired composition and resin amount can be adjusted. is there.
前記樹脂ワニスが含浸された基材は、所望の加熱条件、例えば、80〜170℃で1〜10分間加熱されることにより半硬化状態(Bステージ)のプリプレグが得られる。 The base material impregnated with the resin varnish is heated at a desired heating condition, for example, 80 to 170 ° C. for 1 to 10 minutes, whereby a semi-cured (B stage) prepreg is obtained.
このようにして得られたプリプレグを用いて金属張積層板を作製する方法としては、前記プリプレグを一枚または複数枚重ね、さらにその上下の両面又は片面に銅箔等の金属箔を重ね、これを加熱加圧成形して積層一体化することによって、両面金属箔張り又は片面金属箔張りの積層体を作製することができるものである。加熱加圧条件は、製造する積層板の厚みやプリプレグの樹脂組成物の種類等により適宜設定することができるが、例えば、温度を190〜210℃、圧力を3.5〜4.0Pa、時間を120〜150分間とすることができる。 As a method for producing a metal-clad laminate using the prepreg thus obtained, one or a plurality of the prepregs are stacked, and a metal foil such as a copper foil is stacked on both upper and lower surfaces or one surface thereof. By heating and pressing to laminate and integrate, a double-sided metal foil-clad laminate or a single-sided metal foil-clad laminate can be produced. The heating and pressing conditions can be appropriately set depending on the thickness of the laminated board to be produced, the type of the resin composition of the prepreg, etc. For example, the temperature is 190 to 210 ° C., the pressure is 3.5 to 4.0 Pa, and the time Can be 120 to 150 minutes.
なお、本発明のエポキシ樹脂組成物は、その硬化反応において、エポキシ化合物のエポキシ基とシアネートエステル化合物とが反応することにより、強固な架橋構造を形成する。シアネートエステル化合物による硬化物は、電気特性に優れる上に耐熱性にも優れるものである。また、遊離ハロゲン吸着材を配合して臭素化エポキシ化合物から遊離した臭素を捕捉することにより、硬化物の分解を抑制して、高い耐熱性を維持することができる。 In addition, the epoxy resin composition of this invention forms a strong crosslinked structure when the epoxy group of a epoxy compound and a cyanate ester compound react in the hardening reaction. A cured product of the cyanate ester compound is excellent in electric characteristics and heat resistance. In addition, by incorporating a free halogen adsorbent and capturing bromine released from the brominated epoxy compound, decomposition of the cured product can be suppressed and high heat resistance can be maintained.
このようにして作製した積層体の表面の金属箔をエッチング加工等して回路形成をすることによって、積層体の表面に回路として導体パターンを設けたプリント配線板を得ることができるものである。このように得られるプリント配線板は、誘電特性に優れており、また、高い耐熱性を備えたものである。 By forming a circuit by etching the metal foil on the surface of the laminate thus produced, a printed wiring board having a conductor pattern as a circuit on the surface of the laminate can be obtained. The printed wiring board thus obtained is excellent in dielectric characteristics and has high heat resistance.
以下に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited to these examples.
はじめに、本実施例で用いた低分子量ポリフェニレンエーテルの製造例を示す。 First, a production example of the low molecular weight polyphenylene ether used in this example is shown.
(製造例:再分配反応による、数平均分子量4000のポリフェニレンエーテルの製造)
トルエン250gを攪拌装置及び攪拌羽根を装備した2000mlのフラスコに入れた。前記フラスコを内温90℃に制御しながら、高分子量PPE(数平均分子量25000のPPE(日本ジーイープラスチックス(株)製の「ノリル640−111」)90g、ビスフェノールA 3.6g、過酸化ベンゾイル3.6gを入れ、2時間撹拌を続けて反応させることにより、数平均分子量2500のポリフェニレンエーテルの溶液(固形分濃度28質量%)を調製した。なお、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)で測定したスチレン換算の値である。
(Production example: Production of polyphenylene ether having a number average molecular weight of 4000 by redistribution reaction)
250 g of toluene was put in a 2000 ml flask equipped with a stirrer and a stirring blade. While controlling the flask at an internal temperature of 90 ° C., 90 g of high molecular weight PPE (PPE having a number average molecular weight of 25000 (“Noryl 640-111” manufactured by GE Plastics, Inc.)), 3.6 g of bisphenol A, benzoyl peroxide A solution of polyphenylene ether having a number average molecular weight of 2500 (solid content concentration: 28% by mass) was prepared by adding 3.6 g and continuing the reaction for 2 hours, and the number average molecular weight was determined by gel permeation chromatography. It is the value of styrene conversion measured by (GPC).
(実施例1〜7、比較例1〜3)
はじめに、本実施例で用いた原材料をまとめて示す。
〈エポキシ化合物〉
・テトラブロモビスフェノールA型エポキシ化合物であり、MW800のエピクロン153(大日本インキ化学工業(株)製)
・ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物であり、数平均分子量(MW)550のエピクロンHP7200(大日本インキ化学工業(株)製)
・ビスフェノールF型エポキシ化合物であり、MW350のエピクロン830S(大日本インキ化学工業(株)製)
〈シアネートエステル化合物〉
・2,2−ビス(4−シアナートフェニル)プロパン(ロンザジャパン社製のBandy)
〈硬化触媒〉
・オクタン酸亜鉛(大日本インキ化学工業(株)製、亜鉛濃度18%)
〈遊離ハロゲン吸着材〉
・東亞合成(株)製のジルコニウム,ビスマス系無機イオン交換体IXE−6107
・ユニオン昭和(株)製のゼオライト HiSiv3000
〈無機フィラー〉
・球状シリカ(SiO2) SO25R (アドマテックス製)
(Examples 1-7, Comparative Examples 1-3)
First, the raw materials used in this example are shown together.
<Epoxy compound>
-Tetrabromobisphenol A type epoxy compound, MW800 Epicron 153 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.)
・ Epicron HP7200 (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd.) which is a dicyclopentadiene type epoxy compound and has a number average molecular weight (MW) 550
-Bisphenol F type epoxy compound, MW350 Epicron 830S (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)
<Cyanate ester compound>
2,2-bis (4-cyanatophenyl) propane (Bandy made by Lonza Japan)
<Curing catalyst>
・ Zinc octoate (Dainippon Ink & Chemicals, Inc., zinc concentration 18%)
<Free halogen adsorbent>
・ Zirconium, bismuth inorganic ion exchanger IXE-6107 manufactured by Toagosei Co., Ltd.
・ Zeolite HiSiv3000 manufactured by Union Showa Co., Ltd.
<Inorganic filler>
・ Spherical silica (SiO 2 ) SO25R (manufactured by Admatex)
[樹脂ワニスの調製]
トルエンを90℃にまで加熱し、表1に記載の配合割合になるように、エポキシ化合物、及びシアネートエステル化合物、ポリフェニレンエーテル等の樹脂成分を添加した後、30分間撹拌して完全に溶解させた。そして、さらに硬化触媒、遊離ハロゲン吸着材、及び無機フィラーを添加して、ボールミルで分散させることにより樹脂ワニスを得た。
次に得られた樹脂ワニスをガラスクロス(日東紡績(株)製の「WEA116E」)に含浸させた後、150℃で3〜5分間加熱乾燥することによりプリプレグを得た。
次に、得られた各プリプレグを6枚重ねて積層し、さらに、その両外層にそれぞれ銅箔(古河サーキットフォイル社製のF2−WS 18μm)を配し、温度220℃、圧力3MPaの条件で2時間加熱加圧することにより、厚み0.75mmの銅張積層板を得た。
[Preparation of resin varnish]
Toluene was heated to 90 ° C., and after adding resin components such as an epoxy compound, a cyanate ester compound, and polyphenylene ether so as to have a blending ratio shown in Table 1, the mixture was stirred for 30 minutes to be completely dissolved. . Further, a curing catalyst, a free halogen adsorbent, and an inorganic filler were added and dispersed with a ball mill to obtain a resin varnish.
Next, the obtained resin varnish was impregnated into glass cloth (“WEA116E” manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.), and then heated and dried at 150 ° C. for 3 to 5 minutes to obtain a prepreg.
Next, 6 sheets of the obtained prepregs were stacked and laminated, and copper foils (F2-WS 18 μm manufactured by Furukawa Circuit Foil Co., Ltd.) were disposed on both outer layers, respectively, under conditions of a temperature of 220 ° C. and a pressure of 3 MPa. By heating and pressing for 2 hours, a copper-clad laminate having a thickness of 0.75 mm was obtained.
得られたプリプレグ及び銅張積層板を用いて、下記評価を行った。 The following evaluation was performed using the obtained prepreg and copper clad laminate.
〈耐熱性〉
JIS C 6481 の規格に準じて、所定の大きさに切り出した銅張積層板を所定の温度に設定した恒温槽に1時間放置した後、取り出した。そして、処理された試験片を目視で観察してフクレが発生しなかったときの最高温度を求めた。
<Heat-resistant>
In accordance with the standard of JIS C 6481, the copper-clad laminate cut out to a predetermined size was left in a thermostat set at a predetermined temperature for 1 hour and then taken out. And the processed test piece was observed visually and the highest temperature when the swelling did not generate | occur | produce was calculated | required.
〈難燃性〉
所定の大きさに切り出した銅張積層板の難燃性を、UL 94の燃焼試験法に準じて燃焼試験を行い、判定した。
<Flame retardance>
The flame retardancy of the copper clad laminate cut out to a predetermined size was determined by performing a combustion test according to the UL 94 combustion test method.
〈誘電特性〉
JIS C 6481 の規格に準じて、1MHzにおける誘電率及び誘電正接を求めた。
<Dielectric properties>
According to the standard of JIS C 6481, the dielectric constant and dielectric loss tangent at 1 MHz were obtained.
〈熱膨張係数(CTE)〉
JIS C 6481 の規格に準じて、Z軸方向における熱膨張係数を求めた。なお、測定条件は、昇温速度5℃/分、温度範囲は75〜125℃で測定した。
<Coefficient of thermal expansion (CTE)>
In accordance with the standard of JIS C 6481, the thermal expansion coefficient in the Z-axis direction was determined. The measurement conditions were a temperature increase rate of 5 ° C./min and a temperature range of 75 to 125 ° C.
表1から、本発明にかかる実施例1〜7の遊離ハロゲン吸着材を配合したエポキシ樹脂組成物を用いて得られた銅張積層板は、何れも難燃性V−0を維持しながら、耐熱性がも260℃以上を維持するものであった。またPPEを含有する実施例5の誘電率及び誘電正接は低く、優れた誘電特性を示した。一方、遊離ハロゲン吸着材を配合しなかった比較例1の耐熱性は低かった。 From Table 1, the copper clad laminated board obtained using the epoxy resin composition which mix | blended the free halogen adsorbent of Examples 1-7 concerning this invention is maintaining flame retardance V-0, The heat resistance was also maintained at 260 ° C. or higher. Further, Example 5 containing PPE had a low dielectric constant and dielectric loss tangent, and showed excellent dielectric properties. On the other hand, the heat resistance of Comparative Example 1 in which no free halogen adsorbent was blended was low.
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