CN103571160A - 用于印刷电路板的环氧树脂组合物、绝缘膜、半固化片以及多层印刷电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环氧树脂组合物,一种使用该环氧树脂组合物的绝缘膜,以及一种多层印刷电路板。更具体地,本发明公开了一种含有具有低的热膨胀系数、改善的耐化学性以及提高的玻璃化转变温度的液晶低聚物的环氧树脂组合物,一种使用该环氧树脂组合物制备的绝缘膜或半固化片,以及包括该绝缘膜或半固化片的多层印刷电路板。根据本发明的所述绝缘膜和半固化片具有改进的热膨胀系数、耐化学性以及玻璃化转变温度。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年7月31日提交的、题为“用于印刷电路板的环氧树脂组合物、绝缘膜、半固化片(prepreg)以及多层印刷电路板”的韩国专利申请No.10-2012-0083939的优先权,将该申请的内容引入本申请中以作参考。
技术领域
本发明涉及一种用于印刷电路板的环氧树脂组合物、绝缘膜、半固化片以及多层印刷电路板。
背景技术
随着电子设备的发展以及对多功能的需求,越来越不断地要求印刷电路板的重量低、厚度薄以及尺寸小。为了满足这些需求,印刷电路板的线路变得更复杂,更进一步被致密化,以及被更高的功能化。另外,在印刷电路板中,将叠加层(buildup layer)多层化,从而要求小型的且高致密性的线路。印刷电路板要求的这些电特性、热特性以及力学特性起着非常重要的作用。
印刷电路板主要由用于电路线路上的铜以及用于内电层绝缘(interlayerinsulation)的聚合物组成。与铜相比,组成绝缘层的聚合物要求具有如热膨胀系数、玻璃化转变温度、厚度均匀性等等几个特性。特别地,需要形成具有更薄厚度的绝缘层。
由于电路板较薄,板自身具有的刚度较低,因而,在高温下安装零件的时候,由于将该板弯曲其可能会失效。为此,热固性聚合物树脂的热膨胀特 性以及耐热性是重要因素,且聚合物的结构、组成板组合物的聚合物树脂的链之间的网状物,以及固化密度在热固的时候密切地影响着热固性聚合物树脂的热膨胀特性以及耐热性。
专利文献1揭露了含有液晶低聚物的环氧树脂组合物。然而,液晶低聚物、环氧树脂和固化剂之间的网状物没有充分地形成,因而,没有有效地将热膨胀系数降低到适合于电路板的水准且玻璃化转变温度没有有效地升高。
专利文献1:韩国专利公开特许公报No:2011-010819。
发明内容
因此,本发明的发明人通过将具有特定结构的液晶低聚物、具有特定结构的环氧树脂、固化剂以及无机填料混合获得了一种具有改进的热膨胀系数、耐化学性以及玻璃化转变温度的绝缘膜,并基于此完成了本发明。
本发明致力于提供一种具有低的热膨胀系数以及提高的玻璃化转变温度的环氧树脂组合物。
本发明致力于提供一种由所述环氧树脂组合物制备的绝缘膜,该绝缘膜具有低的热膨胀系数以及提高的玻璃化转变温度。
本发明还致力于提供一种具有所述绝缘膜的多层印刷电路板。
根据本发明的一种优选实施方式,提供了一种环氧树脂组合物,所述环氧树脂组合物含有:由下述化学式1表示的液晶低聚物(A);由下述化学式2表示的环氧树脂(B);以及固化剂(C)。
[化学式1]
[化学式2]
(在化学式1中,a是13~26的整数;b是13~26的整数;c是9~21的整数;d是10~30的整数;e是10~30的整数;以及f是13~17的整数;且R1和R2相同或不相同且各自独立地为C1~C20烷基。)
根据本发明的另一种优选实施方式,提供了一种环氧树脂组合物,所述环氧树脂组合物含有:由下述化学式1表示的液晶低聚物(A);由下述化学式2表示的环氧树脂(B);固化剂(C);以及无机填料(D)。
[化学式1]
[化学式2]
(在化学式1中,a是13~26的整数;b是13~26的整数;c是9~21的整数;d是10~30的整数;e是10~30的整数;以及f是13~17的整数;且R1和R2相同或不相同且各自独立地为C1~C20烷基。)
所述环氧树脂组合物可以含有35-65wt%的液晶低聚物(A)、35-65wt%的环氧树脂(B)以及以100重量份的液晶低聚物(A)和环氧树脂(B)为基准的0.1-1重量份的固化剂(C)。
所述环氧树脂组合物可以含有35-65wt%的液晶低聚物(A)、35-65wt%的环氧树脂(B)、以100重量份的液晶低聚物(A)和环氧树脂(B)为基准的0.1-1重量份的固化剂(C)以及以100重量份的液晶低聚物(A)和环氧树脂(B)为基准的100-160重量份的无机填料(D)。
所述液晶低聚物(A)的数均分子量可以为2,500-6,500。
所述环氧树脂组合物还可以含有其他环氧树脂,该其他环氧树脂为选自萘系环氧树脂、双酚A环氧树脂、苯酚线型酚醛环氧树脂(phenol novolacepoxy resin)、甲酚线型酚醛环氧树脂、橡胶改性环氧树脂以及磷系环氧树脂(phosphor based epoxy resin)中的至少一种。
所述固化剂(C)可以为选自酰胺系固化剂、聚胺系固化剂、酸酐固化剂、苯酚线型酚醛固化剂、聚硫醇固化剂、叔胺固化剂以及咪唑固化剂中的至少一种。
所述无机填料(D)可以为选自由二氧化硅、氧化铝、硫酸钡、滑石、泥浆、云母粉、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、氧化镁、一氮化硼、硼酸铝、钛酸钡、钛酸钙、钛酸镁、钛酸铋、氧化钛、锆酸钡以及锆酸钙组成的组中的至少一种。
所述环氧树脂组合物还可以含有固化促进剂(E),所述固化促进剂(E)选自2-甲基咪唑、2-十一基咪唑、2-十七基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-十一基咪唑合偏苯三酸酯、1-氰乙基-2-苯基咪唑合偏苯三酸酯、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑-(1')]-乙基-均-三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-十一基咪唑-(1')]-乙基-均-三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑-(1')]-乙基-均-三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑-(1')]-乙基-均-三嗪异氰脲酸加合物、2-苯基咪唑异 氰脲酸加合物、2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑、2,3-二羟基-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑(2,3-dihydroxy-1H-pyrrolo[1,2-a]benzimidazole)、1-十二基-2-甲基-3-苄基咪唑氯化物、2-甲基咪唑啉以及2-苯基咪唑啉中的至少一种。
所述环氧树脂组合物还可以含有热塑性树脂(F),所述热塑性树脂(F)为选自苯氧基树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺(PAI)树脂、聚醚酰亚胺(PEI)树脂、聚砜(PS)树脂、聚醚砜(PES)树脂、聚苯醚(PPE)树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚醚醚酮(PEEK)树脂以及聚酯树脂中的至少一种。
根据本发明的另一种优选实施方式,提供了一种由上述所描述的环氧树脂组合物制备的绝缘膜。
根据本发明的另一种优选实施方式,提供了一种通过采用上述所描述的环氧树脂组合物浸渍基底来制备的半固化片。
根据本发明的另一种优选实施方式,提供了一种包括上述所描述的绝缘膜的多层印刷电路板。
根据本发明的另一种优选实施方式,提供了一种包括上述所描述的半固化片的多层印刷电路板。
附图说明
以下结合附图的详细描述将更加清楚地理解本发明的上述的以及其它目的、特征和优点,其中:
图1是应用了根据本发明的环氧树脂组合物的普通印刷电路板的剖视图;
图2A和2B是根据实施例1的在酸处理之前的绝缘膜的图像(图2A)和在酸处理之后(图2B)的绝缘膜的图像;以及
图3A和3B是根据对比例1的在酸处理之前的绝缘膜的图像(图3A)和在酸处理之后(图3B)的绝缘膜的图像。
具体实施方式
以下结合附图的优选实施方式的详细描述将更加清楚地理解本发明的目的、特征和优点。在整个附图中,使用相同的参考数字表示相同或相似的元件,且省略多余的描述。更进一步,在以下描述中,术语“第一”、“第二”、“一面”、“另一面”等等用于将某个元件与另一个元件区别开来,但该种元件的结构不能理解为被该术语所限定。更进一步,在本发明的描述中,当确定相关领域的详细描述将使本发明的要点不清楚时,将省略其描述。
下面,将参考附图详细描述本发明的优选实施方式。
图1是应用了根据本发明的环氧树脂组合物的普通印刷电路板的剖视图。参考图1,印刷电路板100可以为具有内置电子元件的包埋基底。具体地,该印刷电路板100可以包括具有空腔的绝缘体或半固化片110,配置在所述空腔内部的电子元件120,以及配置在包括所述电子元件120的绝缘体或半固化片110的上表面和下表面的至少一者上的叠加层130。所述叠加层130可以包括配置在所述绝缘体110的上表面和下表面的至少一者上的绝缘层131以及用于形成层间连接的配置在所述绝缘层131上的电路层132。
在本发明中,所述电子元件120的实例可以为激活装置(active device)例如半导体装置。另外,所述印刷电路板100不仅可以包括内置其中的一个电子元件120,而且还可以包括一个或多个额外的电子元件例如电容器140、电阻器150等。在本发明中,电子元件的种类或数量没有特别的限定。在本发明中,所述绝缘体或半固化片110以及所述绝缘层131可以在电路层之间或电子元件之间起着绝缘的作用,以及也可作为结构构件来维持包装外壳的刚性。
在本发明中,当所述印刷电路基底100的线路密度增加时,为了减少介于电路层与寄生电容(parasitic capacitance)之间的噪音,所述绝缘体或半固化片110以及所述绝缘层131需要低的介电损耗特性(low-K characteristic),以及为了增加绝缘特性,所述绝缘体或半固化片110以及所述绝缘层131也需要低的介电损耗特性。
为此,所述绝缘体或半固化片110以及所述绝缘层131中的至少一种需要将介电常数、介电损耗等等降低且具有刚性。在本发明中,通过将所述绝缘层的热膨胀系数降低以及将玻璃化转变温度升高来确保刚性,可以由含有化学式1表示的液晶低聚物(A);由化学式2表示的环氧树脂(B);以及固化剂(C)的环氧树脂组合物来形成所述绝缘层。
另外,所述绝缘层或半固化片可以由含有化学式1表示的液晶低聚物(A);化学式2表示的环氧树脂(B);固化剂(C);以及无机填料(D)的环氧树脂组合物来形成。
[化学式1]
[化学式2]
在化学式1中,a是13~26的整数;b是13~26的整数;c是9~21的整数;d是10~30的整数;e是10~30的整数;以及f是13~17的整数;且R1和R2相同或不相同且各自独立地为C1~C20烷基。
液晶低聚物(A)
由上述化学式1表示的液晶低聚物(A)可以在主链两端含有酯基以提高介电损耗因子以及介电常数;含有磷成分以赋予阻燃性;以及含有萘基以具有结晶性。
所述液晶低聚物的数均分子量优选为2,500-6,500g/mol,更优选为3,000-6,000g/mol。如果所述液晶低聚物的数均分子量低于2,500g/mol,机械性能可能会变差。如果所述液晶低聚物的数均分子量高于6,500g/mol,溶解度可能会变小。液晶低聚物(A)的用量优选为35-65wt%,更优选为40-60wt%。如果液晶低聚物(A)的用量低于35wt%,则可能会使热膨胀系数的降低以及玻璃化转变温度的提高最小化。如果液晶低聚物(A)的用量高于65wt%,则可能会使机械性能变差。
环氧树脂(B)
根据本发明的所述树脂组合物可以含有由下述化学式2表示的环氧树脂(B),以改善在干燥后作为粘结膜的树脂组合物的处理性能。
[化学式2]
所述萘结构的环氧树脂可以含有缩水甘油基。所述萘结构的环氧树脂可以为1-氯-2,3-环氧丙烷、甲醛以及2,7-萘二酚的缩聚物。在组合物中硬质萘介晶结构(hard naphthalene mesogen structure)提高了聚合物的结晶度,从而具有低的热膨胀系数以及高的耐热性。另外,萘环氧的四个官能团与液晶低聚物的羟基反应以形成固化密度。所述环氧树脂(B)的用量优选为35-65wt%,更优选为40-60wt%。如果环氧树脂(B)的用量低于35wt%, 可能会使该树脂组合物的处理性能恶化。如果环氧树脂(B)的用量高于65wt%,其它成分的添加量相对少,为此,该树脂组合物的损耗因子、介电常数以及热膨胀系数可能几乎没有提高。
所述环氧树脂组合物还可以含有选自萘系环氧树脂、双酚A环氧树脂、苯酚线型酚醛环氧树脂、甲酚线型酚醛环氧树脂、橡胶改性环氧树脂以及磷系环氧树脂中的至少一种环氧树脂。根据本发明的所述环氧树脂组合物还可以含有除了所述环氧树脂(B)之外添加的其他环氧树脂。所述其他环氧树脂指在其分子上含有但没有具体限定为至少一个环氧基的材料,以及优选为在其分子上含有至少两个环氧基的材料,以及更优选为在其分子上含有至少四个环氧基的材料。所述其他环氧树脂的实例可以包括但没有具体限定为双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚S环氧树脂、苯酚线型酚醛环氧树脂、烷基(苯)酚线型酚醛环氧树脂、联苯环氧树脂、芳烷基环氧树脂、二聚环戊二烯环氧树脂、萘环氧树脂、萘酚环氧树脂、苯酚与具有酚羟基的芳香醛的缩合物的环氧树脂、联苯芳烷基环氧树脂、芴环氧树脂、呫吨环氧树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯树脂、橡胶改性环氧树脂以及磷系环氧树脂,且优选为萘系树脂、双酚A环氧树脂、苯酚线型酚醛环氧树脂、甲酚线型酚醛环氧树脂、橡胶改性环氧树脂以及磷系环氧树脂。可以将一种、两种或两种以上环氧树脂混合使用。
固化剂(C)
同时,作为本发明使用的固化剂(C),可以使用通常用于使环氧树脂热固的任意一种,但没有具体限定于此。具体地,该固化剂(C)的实例可以包括:酰胺系固化剂例如二氰胺等等;聚胺系固化剂例如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、N-氨乙基哌嗪、二氨基二苯甲烷、己二酸二酰肼等等;酸酐固化剂例如均苯酸酐(pyrometallic acid anhydride)、二苯甲酮四羧酸酐 (benzophenone tetracarboxylic acid anhydride)、乙二醇双三金属酸酐(ethylene glycol bis trimetallic acid anhydride)、甘油基三三金属酸酐(glycerol tris trimetallic anhydride)、顺丁烯二甲基环己烯四羧酸酸酐(maleicmethyl cyclohexene tetracarboxylic acid anhydride)等等;苯酚线型酚醛固化剂;聚硫醇固化剂例如三噁烷基三苯甲基硫醇(trioxane tritylene mercaptan)等等;叔胺固化剂例如苄基二甲基胺、2,4,6-三(二甲基氨甲基)苯酚等等;咪唑固化剂例如2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-十七基咪唑、2-十一基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基-甲基咪唑、2-苯基-咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基-咪唑、1,2-二甲基-咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑等等,可以将一种、两种或两种以上固化剂组合使用。特别地,考虑到物理性能优选二氰胺。
以100重量份的所述液晶低聚物(A)和环氧树脂(B)的总量为基准,所述固化剂的用量优选为0.1-1重量份。如果所述固化剂的用量低于0.1重量份,可能会降低固化率。如果所述固化剂的用量超过1重量份,残留有未反应的固化剂部分,可能会使绝缘基底和/或绝缘层的吸湿率升高,因而,电性能趋向于恶化。
无机填料(D)
根据本发明的环氧树脂组合物含有无机填料(D),以使环氧树脂的热膨胀系数(CTE)降低。所述无机填料(D)使热膨胀系数降低,以及以树脂组合物为基准的无机填料(D)的含量取决于环氧树脂组合物等的应用所需要的特性而变化。但以100重量份的所述液晶低聚物(A)和环氧树脂(B)的总量为基准,所述无机填料(D)的含量优选为100-160重量份。如果无机填料(D)的含量低于100重量份,介电损耗因子会降低且热膨胀系数会升高。如果无机填料(D)的含量高于160重量份,粘结强度趋向于降低。 以全部树脂组合物的固态为基准,无机填料(D)的含量更优选为至少120重量份。
本发明使用的无机填料的具体实例可以包括二氧化硅、氧化铝、硫酸钡、滑石、泥浆、云母粉、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、氧化镁、一氮化硼、硼酸铝、钛酸钡、钛酸钙、钛酸镁、钛酸铋、氧化钛、锆酸钡、锆酸钙等等,其可以单独或以两种或两种以上的组合物的形式使用。特别地,优选具有低介电损耗因子的二氧化硅。
另外,如果无机填料具有的平均颗粒尺寸为5μm以上,则当在导电层中形成电路图案时,很难稳定地形成精细的图案。因此,无机填料的平均颗粒尺寸优选为5μm以下。另外,无机填料优选用表面处理剂如硅烷偶联剂进行表面处理,以提高吸湿率。更优选为具有直径为0.2-2μm的二氧化硅。
固化促进剂(E)
本发明的树脂组合物还可以通过选择性地含有固化促进剂(E)以进行有效地固化。本发明所使用的固化促进剂的实例可包括金属系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、胺系固化促进剂等等,以及可以添加一种或两种或两种以上的组合物,且使用本领域常规的用量。
金属系固化促进剂的实例可以包括但没有具体限定为金属例如钴、铜、锌、铁、镍、镁、锡等等的有机金属络合物或有机金属盐。有机金属络合物的具体实例可以包括有机钴络合物例如乙酰丙酮钴(II)、乙酰丙酮钴(III)等等,有机铜络合物例如乙酰丙酮铜(II)等等,有机锌络合物例如乙酰丙酮锌(II)等等,有机铁络合物例如乙酰丙酮铁(III)等等,有机镍络合物例如乙酰丙酮镍(II)等等,以及有机镁络合物例如乙酰丙酮镁(II)等等。有机金属盐的实例可以包括辛酸锌盐、辛酸锡盐、环烷酸锌盐、环烷酸钴盐、硬脂酸锡盐、硬脂酸锌盐等等。作为金属系固化促进剂,考虑到固化性质,优选为乙酰丙酮 钴(II)、乙酰丙酮钴(III)、乙酰丙酮锌(II)、环烷酸锌盐以及乙酰丙酮铁(III),更优选为乙酰丙酮钴(II)和环烷酸锌盐。可以将一种、两种或两种以上的金属系固化促进剂组合使用。
咪唑系固化促进剂的实例可以包括但没有具体限定为咪唑化合物,例如,2-甲基咪唑、2-十一基咪唑、2-十七基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-十一基咪唑合偏苯三酸酯、1-氰乙基-2-苯基咪唑合偏苯三酸酯、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑-(1')]-乙基-均-三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-十一基咪唑-(1')]-乙基-均-三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑-(1')]-乙基-均-三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑-(1')]-乙基-均-三嗪异氰脲酸加合物、2-苯基咪唑异氰脲酸加合物、2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑、2,3-二羟基-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、1-十二基-2-甲基-3-苄基咪唑氯化物、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉等等,以及咪唑化合物和环氧树脂的加合物。可以将一种、两种或两种以上的咪唑固化促进剂组合使用。
胺系固化促进剂的实例可以包括但没有具体限定为胺化合物,例如,三烷基胺例如三甲胺、三丁胺等等,4-二甲胺基吡啶、苄基二甲胺、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、1,8-二氮杂二环(5,4,0)-十一烯(下文中指的是DBU)等等。可以将一种、两种或两种以上的胺系固化促进剂组合使用。
热塑性树脂(F)
本发明的树脂组合物可以选择性地含有热塑性树脂(F),以提高膜的性能或提高固化材料的机械性能。热塑性树脂的实例可以包括苯氧基树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺(PAI)树脂、聚醚酰亚胺(PEI)树脂、聚砜 (PS)树脂、聚醚砜(PES)树脂、聚苯醚(PPE)树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚醚醚酮(PEEK)树脂以及聚酯树脂等等。这些热塑性树脂可以单独或以两种或两种以上混合物的形式使用。热塑性树脂的重均分子量优选在5,000-200,000范围之间。如果热塑性树脂的重均分子量低于5,000,提高膜的易成型性及机械强度的作用没有有效地展示出来。如果热塑性树脂的重均分子量高于200,000,液晶低聚物与环氧树脂的相容性不充分;固化后表面的不平整度变得更大;以及难以形成高密度的精细电路。在柱温40℃下测量重均分子量,具体地,使用岛津公司的LC-9A/RID-6A作为测量仪器,ShowaDenko公司的Shodex K-800P/K-804L/K-804L作为柱,以及三氯甲烷(CHCl3)作为流动相,以及通过使用标准聚苯乙烯的校准曲线来计算。
在将热塑性树脂(F)与本发明的树脂组合物混合的情况下,以在该树脂组合物中100wt%的不挥发性物质为基准,在该树脂组合物中的热塑性树脂的含量优选但没有具体限定为0.1-10重量份,更优选为1-5重量份。如果热塑性树脂的含量低于0.1重量份,提高膜的易成型性或机械强度的作用没有有效地展示出来。如果热塑性树脂的含量高于10重量份,可能会提高熔融粘度,并且在湿粗加工之后绝缘层的表面粗糙度可能会提高。
在有机溶剂存在下将根据本发明的绝缘树脂组合物混合。考虑到在本发明中使用的树脂以及其它的添加剂的溶解度以及混溶性,有机溶剂的实例可以包括2-甲氧基乙醇、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸溶纤剂、丙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、溶纤剂、丁基溶纤剂、卡必醇、丁基卡必醇、二甲苯、二甲基甲酰胺以及二甲基乙酰胺,但没有具体限定于此。
根据本发明的环氧树脂组合物在不含有无机填料的情况下其粘度优选为1000-2000cps,以及在含有无机填料的情况下其粘度优选为700-1500cps,且该粘度适合于制备绝缘膜以及在常温下具有适当的粘结性能。可以通过改 变溶剂的含量来控制环氧树脂组合物的粘度。以环氧树脂组合物为基准,不包括溶剂的其它不挥发成分占30-70wt%。如果环氧树脂组合物的粘度不在上述范围内,则难以形成绝缘膜,或难以与绝缘膜模塑成均匀的膜。
另外,如需要,本发明进一步含有本发明的技术范围内本领域技术人员公知的其它均化剂和/或阻燃剂。
可以通过本领域公知的任意常规方法将本发明的绝缘树脂组合物制备成半固相干膜。例如,通过辊涂、幕涂等等将树脂组合物制备成膜,然后干燥。然后,当以叠加的方法制备多层印刷线路板时,将该膜应用到基底上,以用作绝缘层(或绝缘膜)或半固化片。这种绝缘膜或半固化片具有50ppm/℃以下的低的热膨胀系数(CTE)。
为此,通过用本发明的环氧树脂组合物将基底例如玻璃纤维等等浸渍来制备半固化片,随后固化,然后在其上层压铜箔,因而得到覆铜箔叠层板(CCL)。另外,在制备多层印刷电路板时,将通过使用本发明的环氧树脂组合物制备的绝缘膜层压在作为内层的覆铜箔叠层板(CCL)上。例如,可以通过将由绝缘树脂组合物形成的绝缘膜层压在以图案装饰的内层电路板上来制备多层印刷电路板;在温度为80-110℃下固化20-30分钟;进行除污(desmear)过程,然后通过电镀过程形成电路层。
下面,参考下面的实施例以及对比例更详细地描述本发明,但本发明的范围没有限定于此。
制备例1
制备液晶低聚物
将218.26g(2.0mol)的4-氨基苯酚、415.33g(2.5mol)的间苯二酸、276.24g(2.0mol)的4-羟基苯甲酸、282.27g(1.5mol)的6-羟基-2-萘甲酸、648.54g(2.0mol)的9,10-二羟基-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO),以及 1531.35g(15.0mol)的乙酸酐放入到20L玻璃反应器中。该反应器的内部用氮气充分地替换,然后在氮气流动下,将该反应器的温度升高到230℃。当该反应器的内部温度维持在230℃温度时,进行4小时氮气循环。进一步添加188.18g(1.0mol)的6-羟基-2-萘甲酸用于封端反应,然后将反应副产物乙酸以及未反应的乙酸酐去除,从而制备了化学式1的具有分子量约为4500的液晶低聚物。
实施例1
将4.4g具有平均环氧当量为160-180的萘结构的环氧树脂(1-氯-2,3-环丙烷甲醛2,7-萘二酚缩聚物(1-chloro-2,3-epoxypropane formaldehyde2,7-naphthalene dior polycondensate))添加到9.0g N,N-二甲基乙酰胺中,然后使用磁力棒以300rpm在常温下搅拌并溶解,从而制备了混合物。之后,将根据本发明制备例1制备的6.6g液晶低聚物添加到该混合物中,然后进一步搅拌4小时。将0.044g二氰胺固化剂添加到混合溶液中,然后进一步搅拌2小时,从而制备了液晶低聚物树脂组合物。将该混合溶液涂覆在铜箔上,随后在100℃半固化,然后通过真空压力在230℃热压,从而获得热固化膜。
实施例2
将2.64g具有平均环氧当量为100-120的N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-亚甲基双苯胺(N,N,N',N'-tetraglycidyl-4,4'-methylenebisbenzenamine)和1.76g具有平均环氧当量为160-180的萘结构的环氧树脂(1-氯-2,3-环丙烷甲醛2,7-萘二酚缩聚物)添加到9.0g N,N-二甲基乙酰胺中,然后使用磁力棒以300rpm在常温下搅拌并溶解,从而制备了混合物。之后,将根据本发明制备例1制备的6.6g液晶低聚物添加到该混合物中,然后进一步搅拌4小时。将0.044g二氰胺固化剂添加到混合液体中,然后进一步搅拌2小时,从而制备了液晶 低聚物树脂组合物。将该混合溶液涂覆在铜箔上,随后在100℃半固化,然后通过真空压力在230℃热压,从而获得热固化膜。
对比例1
将4.4g具有平均环氧当量为100-120的N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-亚甲基双苯胺添加到9.0gN,N-二甲基乙酰胺中,然后使用磁力棒以300rpm在常温下搅拌并溶解,从而制备了混合物。之后,将根据本发明制备例1制备的6.6g液晶低聚物添加到该混合物中,然后进一步搅拌4小时。将0.044g二氰胺固化剂添加到混合液体中,然后进一步搅拌2小时,从而制备了液晶低聚物树脂组合物。将该混合溶液涂覆在铜箔上,随后在100℃半固化,然后通过真空压力在230℃热压,从而获得热固化膜。
构造用于评价热膨胀系数和玻璃化转变温度的样品
将实施例1和实施例2中的树脂组合物均涂覆在铜箔上,随后在100℃下半固化,然后使用真空压力在压力为3~5MPa下在230℃下热压4小时以制备成固化绝缘膜。然后准备成尺寸为4mm×16mm的绝缘膜样品并进行测试。
热性能的评价
通过使用热机械分析仪(TMA)测试根据实施例和对比例制备的每个绝缘膜样品的热膨胀系数(CTE)。使用差示扫描量热仪(DSC)测量玻璃化转变温度(Tg),同时热分析仪(TMA 2940,TA仪器)的温度以10℃/min的温度上升率上升到270℃(第一次循环)和300℃(第二次循环),结果列在下表1中。
表1
实施例1 | 实施例2 | 对比例1 | |
玻璃化转变温度(℃) | 216 | 206 | 200 |
热膨胀系数α1<Tg(ppm/℃) | 48.1 | 54 | 54.8 |
热膨胀系数α2>Tg(ppm/℃) | 135 | 140 | 157 |
从上表1中能够看出与对比例使用N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-亚甲基双苯胺相比,根据实施例1和实施例2使用萘结构的环氧树脂的绝缘膜均具有较低的热膨胀系数(CTE)以及更高的玻璃化转变温度(Tg)。
在常温下用50wt%的硝酸溶液处理根据每个实施例和对比例制备的膜1小时来测定绝缘膜的耐酸性,随后用蒸馏水冲洗并干燥,然后评价酸处理前后变色或不变色。从图2A至3B中可以确定这种变色或不变色。
如上所述,根据本发明的用于印刷电路板的环氧树脂组合物及其制备的绝缘膜能够具有低的热膨胀系数、优良的耐热性、以及提高的玻璃化转变温度。
尽管为了阐述的目的公开了本发明的实施方式,但不应理解为本发明限定于此,且本领域的技术人员的多种修改、添加和替换是可能的,没有偏离本发明的精神和范围。
因此,任何和所有的修改、变动或等同设置应该视为在本发明的范围内,以及随附的权利要求已经公开了本发明的详细范围。
Claims (14)
3.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物,其中,所述环氧树脂组合物含有35-65wt%的液晶低聚物(A)、35-65wt%的环氧树脂(B)以及以100重量份的液晶低聚物(A)和环氧树脂(B)为基准的0.1-1重量份的固化剂(C)。
4.根据权利要求2所述的环氧树脂组合物,其中,所述环氧树脂组合物含有35-65wt%的液晶低聚物(A)、35-65wt%的环氧树脂(B)、以100重量份的液晶低聚物(A)和环氧树脂(B)为基准的0.1-1重量份的固化剂(C)以及以100重量份的液晶低聚物(A)和环氧树脂(B)为基准的100-160重量份的无机填料(D)。
5.根据权利要求1或2所述的环氧树脂组合物,其中,所述液晶低聚物(A)的数均分子量为2,500-6,500。
6.根据权利要求1或2所述的环氧树脂组合物,其中,所述环氧树脂组合物还含有其他环氧树脂,所述其他环氧树脂为选自萘系环氧树脂、双酚A环氧树脂、苯酚线型酚醛环氧树脂、甲酚线型酚醛环氧树脂、橡胶改性环氧树脂以及磷系环氧树脂中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的环氧树脂组合物,其中,所述固化剂(C)为选自酰胺系固化剂、聚胺系固化剂、酸酐固化剂、苯酚线型酚醛固化剂、聚硫醇固化剂、叔胺固化剂以及咪唑固化剂中的至少一种。
8.根据权利要求2所述的环氧树脂组合物,其中,所述无机填料(D)为选自由二氧化硅、氧化铝、硫酸钡、滑石、泥浆、云母粉、氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸镁、氧化镁、一氮化硼、硼酸铝、钛酸钡、钛酸钙、钛酸镁、钛酸铋、氧化钛、锆酸钡以及锆酸钙组成的组中的至少一种。
9.根据权利要求1或2所述的环氧树脂组合物,其中,所述环氧树脂组合物还含有固化促进剂(E),所述固化促进剂(E)为选自2-甲基咪唑、2-十一基咪唑、2-十七基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑、1-氰乙基-2-十一基咪唑合偏苯三酸酯、1-氰乙基-2-苯基咪唑合偏苯三酸酯、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑-(1')]-乙基-均-三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-十一基咪唑-(1')]-乙基-均-三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-乙基-4'-甲基咪唑-(1')]-乙基-均-三嗪、2,4-二氨基-6-[2'-甲基咪唑-(1')]-乙基-均-三嗪异氰脲酸加合物、2-苯基咪唑异氰脲酸加合物、2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟甲基咪唑、2,3-二羟基-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、1-十二基-2-甲基-3-苄基咪唑氯化物、2-甲基咪唑啉以及2-苯基咪唑啉中的至少一种。
10.根据权利要求1或2所述的环氧树脂组合物,其中,所述环氧树脂组合物还含有热塑性树脂(F),所述热塑性树脂为选自苯氧基树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚苯醚树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚醚酮树脂以及聚酯树脂中的至少一种。
11.一种由权利要求1或2所述的环氧树脂组合物制备的绝缘膜。
12.一种通过采用权利要求1或2所述的环氧树脂组合物浸渍基底来制备的半固化片。
13.一种包括权利要求11所述的绝缘膜的多层印刷电路板。
14.一种包括权利要求12所述的半固化片的多层印刷电路板。
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