CN108287451A - 一种低介电感光覆盖膜树脂组合物 - Google Patents

一种低介电感光覆盖膜树脂组合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低介电感光覆盖膜树脂组合物,它包括100重量份酸值为40‑200mg KOH/g的碱溶性环氧丙烯酸树脂、0.08‑8重量份的带氧杂环的丙烯酸酯类单体、20‑70重量份多官能度丙烯酸酯类单体、0.1‑10重量份光引发剂、20‑60重量份热固化剂和5‑20重量份氟化聚合物。该组合物固化后具有很好的低介电、锡焊耐热性、耐酸碱耐溶剂性并且保持较强的粘附力和较高的耐弯折性。

Description

一种低介电感光覆盖膜树脂组合物
技术领域
本发明涉及一种低介电感光覆盖膜树脂组合物,所述组合物可用作高频高速柔性电路板的保护性覆盖涂层、层间绝缘膜及半导体表面的保护膜、显示模组封装、有机发光二极管(Oled)绝缘层。
背景技术
随着电子产品微型化、高速及整合各种功能的趋势,已有提高电子器件信号转导速度的需求。因此,需求开发一种印刷电路板,其使用的绝缘体(insulator)具有低于现有绝缘体的介电常数及介电损耗。因此对感光覆盖膜的性能提出了更高的要求。如需要感光覆盖膜的具有低的介电常数、优异的耐折性、高的玻璃化转变温度(Tg)、低弹性模量等物理性能。
例如,日本特开平05-158237号公报中公开了一种包含聚酰胺酸的感光性覆盖涂层材料。中国专利CN104479130A公开了一种含氟低介电损耗的双马来酰亚胺树脂及其固化树脂和其制备方法和应用,中国专利CN104829859A公开了一种多孔低介电聚酰亚胺薄膜在PI覆盖膜上的应用。然而感光PI类覆盖膜因PI具有刚性,会增加基材的反弹力,使得组装后的残余应力问题很难克服,因而使得组装后的产品信赖性降低。为了满足柔性印刷电路板高密度化的要求,许多研究者开始考虑通过改性光敏环氧丙烯酸树脂组合物的韧性来制备低反弹的柔性电路绝缘层或保护层。如日本特开平01-002590号公报中公开了一种端基为氧杂环丁烷的烷烃作为固化剂的感光性树脂组合物,该组合物具有较高的存储稳定性较高和较好的韧性,但耐热性和耐碱性不佳;日本特开平05-198167号公报公开了一种含有羧酸改性的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯光敏热固性树脂组合物,该组合物具有较好的锡焊耐热性、粘附性和弯曲性,然而聚氨酯(甲基)丙烯酸酯以及环氧树脂在高填充量时分散性变差。
由于上述公开申请的专利都是涉及某一领域,要么涉及感光聚酰亚胺树脂组合物制备,要么涉及低介电聚酰亚胺材料的制备,查找国内外专利,未见有申请低介电感光覆盖膜的相关专利。
目前,制备低介电的覆盖膜,主要通过采用聚四氟乙烯PTFE为基材,这种材料的粘接性能差,并且不具有感光性;此外,通过聚合过程中引入含氟的单体或者制备多孔的聚酰亚胺结构,但由于引入含氟单体介电性能改善效果不佳,制备多孔的感光性树脂组合物的技术难度较高,难以放大生产。
有鉴于此,为了解决上述问题,有必要开发在介电性、耐热性、柔软性、弯曲性和加工性等方面表现更佳的感光性树脂组合物材料。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种低介电感光覆盖膜树脂组合物。本发明通过加入带氧杂环的感光单体以及氟化聚合物,实现耐高温、耐挠曲、耐酸碱、耐溶剂、高粘附性、电气绝缘性的平衡。其中,带氧杂环的感光单体兼具反应单体和热固化剂的功能,该氧杂环在热固化过程中与羧基开环固化从而生成三重网络,增强感光固化膜的韧性;氟化聚合物在高填充下能够均匀分散,由此保证固化膜在充分固化的情况下具有较高的介电性能。
本发明的目的是由以下技术方案来实现的:一种低介电感光覆盖膜树脂组合物,它包括100重量份酸值为40-200mg KOH/g的碱溶性环氧丙烯酸树脂、0.08-8重量份的带氧杂环的丙烯酸酯类单体、20-70重量份多官能度丙烯酸酯类单体、0.1-10重量份光引发剂、20-60重量份热固化剂和5-20重量份氟化聚合物。
进一步地,还包括0.1-10重量份的固化促进剂。
进一步地,所述的固化促进剂由己二酸二酰肼、对羟基安息香酸酰肼、间苯二甲酸酰肼的一种或几种按任意配比混合组成。
进一步地,所述酸值为40-200mg KOH/g的碱溶性环氧丙烯酸树脂通过以下方法制备得到:氮气气氛下,在100重量份丙烯酸树脂中加入多元酸酐、催化剂,热聚合抑制剂,多元酸酐的加入量为0.12-0.6moL,催化剂的加入量为多元酸酐的物质的量的0.2-0.5%,热聚合抑制剂的加入量为多元酸酐的物质的量的0.04-0.1%;在60-90℃发生酯化反应,得到酸值为40-200mg KOH/g的碱溶性环氧丙烯酸树脂,酸值优选为80-120mg KOH/g。
进一步地,所述的多元酸酐为脂肪族二元酸酐或芳香族二元酸酐。
进一步地,所述的带氧杂环的丙烯酸酯类单体由丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-环氧丙烷甲基丙烯酸酯、丙烯酸-2,3-环氧丙酯、丙烯酸四氢呋喃酯、3-乙基-3-氧杂环丁烷基丙烯酸甲酯、3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基丙烯酸甲酯的一种或几种按任意配比混合组成。
进一步地,所述多官能度丙烯酸酯类单体由聚丙二醇二丙烯酸酯、环戊二烯、二丙烯酸酯环戊二醇酯、三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、六丙烯酸二季戊四醇酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯,乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、乙氧化(丙氧化)双酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚乙(丙)二醇二丙烯酸酯、乙氧化(丙氧化)新戊二醇二丙烯酸酯、二氧杂环己烷二醇二丙烯酸酯、二缩丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种按任意配比混合组成。
进一步地,所述的光引发剂由光聚合引发剂和光敏剂按重量比150~200:1混合组成。
进一步地,所述热固化剂由联苯型环氧树脂、双酚型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、酯环式环氧树脂的一种或几种按任意配比混合组成。
进一步地,所述的氟化聚合物选自聚四氟乙烯(PTEF)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、氯三氟乙烯(CTFE)、四氟乙烯/氯三氟乙烯(TFE/CTFE)、乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、通过加入带氧杂环的丙烯酸酯类单体,使得该氧杂环在热固化过程中与羧基开环固化从而生成三重网络,增强感光固化膜的韧性;
2、该低介电感光覆盖膜树脂制备简单,且制备的低介电感光覆盖膜树脂具有较好的感光性能;
3、该低介电感光覆盖膜树脂具有优异的柔软性和粘接性,最显著的是具有优异的介电性能。
具体实施方式
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种低介电感光覆盖膜树脂组合物及其制备方法,该组合物通过在100重量份、酸值为40-200mg KOH/g的碱溶性环氧丙烯酸树脂中加入0.08-8重量份的带氧杂环的丙烯酸酯类单体、20-70重量份多官能度丙烯酸酯类单体、0.1-10重量份光引发剂、20-60重量份热固化剂、5-20重量份氟化聚合物,搅拌溶解、过滤得到。
此种碱溶性环氧丙烯酸树脂的感光性树脂,酸值在40-200mg KOH/g,优选80-120mgKOH/g。当酸值低于40mg KOH/g时,显影较差,存在残胶等显影不尽的问题;而当酸值高于200mg KOH/g时,显影过度,导致线宽、线距偏离标准值。
前述丙烯酸酯类单体包含带氧杂环的丙烯酸酯类单体以及多官能度丙烯酸酯类单体。其中,带氧杂环的丙烯酸酯类单体既能参与光聚合网络的生成,又能充当固化剂在热固化过程中与带羧基的环氧丙烯酸碱溶性树脂交联固化,生成稀疏的第三重网络从而提高可挠性和伸长率。常用的带氧杂环的丙烯酸酯类单体,可以是丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-环氧丙烷甲基丙烯酸酯、丙烯酸-2,3-环氧丙酯、丙烯酸四氢呋喃酯、丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯、甲基丙烯酸(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲酯的一种或几种。两官能度以上的感光单体主要用于光聚合网络的构筑,并可充当感光预聚物的稀释剂,常用单体可以是聚丙二醇二丙烯酸酯、环戊二烯、二丙烯酸酯环戊二醇酯、三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、六丙烯酸二季戊四醇酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯,乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、乙氧化(丙氧化)双酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚乙(丙)二醇二丙烯酸酯、乙氧化(丙氧化)新戊二醇二丙烯酸酯、二氧杂环己烷二醇二丙烯酸酯、二缩丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。相对于前述感光性预聚物100质量份,感光单体为20-70质量份,带氧杂环的丙烯酸酯类单体为0.08-8质量份。低于20质量份时光固化效果不佳,高于70质量份时,指触干燥性降低。
前述的光引发剂,由光聚合引发剂和光敏剂两部分组成。光聚合引发剂可举出:苯乙酮类,如苯乙酮、二氯苯乙酮、对叔丁基三氯苯乙酮、1-羟基环己基苯基酮,2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮-1,2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉代-丙酮-1,2,2-二甲氧基-1,2-二笨乙基-1-酮,2-甲基-1-[4(甲硫)苯基]-2-吗啉丙基-1-酮等;二苯酮类,如甲基二苯酮、4,4-双二甲基氨基二苯酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚等;苯偶姻醚类,如苯偶姻乙醚、苄基、苯偶姻、苯偶姻异丁醚等;硫醇化合物,如2-巯基苯并咪唑等;噻吨酮类,如2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮等;蒽醌类,如2-甲基蒽醌、2-叔丁基蒽醌等;有机过氧化物类等。这些公认的光聚合引发剂可单独使用或者两种以上混合使用。光敏剂及光引发助剂又称增感剂,从延长储存期、提高常温保存稳定性方面来看,优选不含氮元素的光敏剂,更优选不含有伯、仲、叔胺的结构的光敏剂。不含氮元素的光敏剂,可举出:2,4-乙二酸二乙酯、双(2,6-二甲氧基苯甲酰)-2,4,4-三甲基-戊基氧化磷、双(2,4,6-三甲基苯甲酰)-苯氧化磷、β-硫二甘醇等硫醚。本发明中的光聚合引发剂,其中以100质量份碱溶性环氧丙烯酸树脂碱溶树脂计,该聚合引发剂的含量为0.1-10质量份。光引发剂用量低于0.1重量份,其光敏性变差;光引发剂用量高于10重量份,其可能导致感光干膜分辨率降低。本发明中的光敏剂,相对于前述的碱溶性环氧丙烯酸树脂,该光敏剂的含量约为0.005-0.01质量份,低于0.005重量份时促进效果不佳,高于0.01重量份时,分辨率降低。
本发明中酸值为40-200mg KOH/g的碱溶性环氧丙烯酸树脂通过以下方法制备得到:氮气气氛下,在100重量份丙烯酸树脂中加入0.12-0.6moL多元酸酐,0.2-0.5%moL催化剂,0.04-0.1%moL热聚合抑制剂,在60-90℃发生酯化反应,得到酸值为40-200mg KOH/g的碱溶性环氧丙烯酸树脂。催化剂低于0.2%moL,反应时间较长;高于0.5%moL反应过快,危险性较高。热聚合抑制剂低于0.04%moL,会导致双键自聚合反应的发生;高于0.1%moL会影响双键的反应活性。
本发明中的热固化剂为环氧树脂,从粘附性、耐锡焊性、显影性、弯折性的角度出发,优选环氧当量为100g/eq-8000g/eq的树脂,且任意分子具有2个以上的环氧基。可举出:联苯型环氧树脂、双酚型环氧树脂(如,双酚A型、双酚F型、双酚S型等)、酚醛型环氧树脂(如,联苯酚醛型、酚醛型)、酯环式环氧树脂等。所用环氧树脂的环氧当量与碱溶性树脂的羧酸当量之比(前者:后者)优选1:1-1:2。更优选双酚A型环氧树脂。环氧树脂的配合量相对于100质量份碱溶性感光预聚物为20-60质量份。配合量未满上述范围时,固化膜的吸湿性较高,耐PCT性、耐锡焊性、耐电镀性、耐碱性均较低,超过上述范围时,固化膜的显影性变差。另外,为了避免热固化过程中的过度交联,防止固化收缩及龟裂的产生,可加入氟化聚合物,其添加量相对于感光性碱溶树脂100质量份为5-20份,高于20份时,固化膜的显影性变差,低于5份时,改善效果不明显。氟化聚合物可以是联苯苯酚型酚醛树脂、双酚A(F)型酚醛树脂、双酚A(F)型环氧树脂、多官能团环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或几种混合物。
本发明中的氟化聚合物可为至少一种选自以下的聚合物:聚四氟乙烯(PTEF)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、氯三氟乙烯(CTFE)、四氟乙烯/氯三氟乙烯(TFE/CTFE)、乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)、以及聚偏氟乙烯(PVDF)。此外,在包含分散的氟化聚合物的聚酰亚胺层中,所述氟化聚合物的量可为约10至60重量%,或约20至50重量%。如果氟化聚合物的用量低于约10重量%,则可能无法获得所需程度的低介电常数;如果其用量高于约60重量%,则膜可能容易撕裂或破损。另外,氟化聚合物合物粉末的平均粒径可为约0.1至10.0微米,优选约0.1至7.0微米,更优选约0.1至5.0微米。如果平均粒径小于约0.1微米,则氟化聚合物粉末的表面积会增加,从而分散性可能会不佳;如果平均粒径大于约10微米,则在聚酰亚胺层中可能出现聚结的氟化聚合物粉末。
本发明中还可以加入固化促进剂,可举出:咪唑、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑等咪唑衍生物;苄胺、三乙胺、哌胺、4-(二甲基胺基)-N,N-二甲基苄基胺等胺类化合物;己二酸酰肼、顺丁烯二酰肼、甲酰肼等酰肼化合物;三苯基磷等磷化物。优选潜伏型酰肼化合物。固化促进剂的混合量相对于热固性树脂100质量份优选0.1-10质量份。
本发明中还可以加入有机溶剂稀释剂,可以是乙醇、丙醇、乙二醇、卡必醇等醇类,丁酮、丙酮、环己酮、苯甲酮等酮类,卡必醇乙酯、乙氧基乙醇乙酯、乙酸乙酯、二丙二醇甲醚乙酸酯等酯类,环己烷、辛烷、葵烷等脂肪烃类,苯、甲苯、二甲苯等芳香烃类,丙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚等二醇醚类中的一种或几种混合物。相对于前述碱溶性环氧丙烯酸树脂(A)100质量份,以10-100质量份较优。
另外,本发明中还可加入二氧化硅、硫酸钡、滑石粉、碳酸钡、碳酸镁、氧化铝等无机填料中的一种或几种。同时,还可加入结晶紫、孔雀绿等常用染料;还可加入热聚合抑制剂提高存储稳定性,加入消泡剂改善流平性和涂膜性。
以下通过具体实施例对本发明一种低介电感光覆盖膜树脂组合物及制备方法进行具体说明。
本发明采用一步两段法制得碱溶性的碱溶性环氧丙烯酸树脂树脂,其具体合成步骤如下:
第一段:开环反应。在干燥氮气流下,首先将双酚型环氧树脂或酚醛型环氧树脂在甲苯中溶解,随后加入不饱和单羧酸、催化剂、阻聚剂,于70-120℃反应,反应生成的水与甲苯作为共沸物馏出,然后冷却至室温,用5wt%NaCl水洗,并蒸出甲苯,再加入二乙二醇单乙基醚乙酯,得感光性的环氧丙烯酸树脂。
第二段:酯化反应。在所得的环氧丙烯酸树脂中加入吡啶、阻聚剂,加热此混合物至60-90℃,然后加入酸酐,反应结束后冷却至室温,得羧酸化的碱溶性环氧丙烯酸树脂树脂。
含分散的氟化聚合物粉末的感光环氧丙烯酸清漆的制备:在所得的环氧丙烯酸碱溶性树脂中,加入一定量的多官能度丙烯酸酯类单体、带氧杂环的丙烯酸酯类单体、光聚合引发剂、环氧树脂和使用聚酯类分散剂将氟化聚合物粉末,室温下搅拌溶解。由于在包含分散的氟化聚合物的感光环氧丙烯酸中使用了聚酯类分散剂,可均匀地分散氟化聚合物,从而提高耐热性并优化热膨胀系数。待搅拌均匀后过滤得碱溶性环氧丙烯酸树脂清漆,避光低温保存备用。
含分散的氟化聚合物粉末的感光环氧丙烯酸清漆的涂膜、曝光、显影及固化。预烘烤,80℃、15min;曝光能量,140mJ/cm2;显影液,1wt%NaCO3;显影时间,60s;热固化,150℃、2h。
实施例
以下通过实施例对本发明中的带氧杂环的丙烯酸酯类单体和氟化聚合物的作用进行更具体的说明。
实施例1
干燥氮气流下,首先将10份双酚A型环氧树脂(环氧当量:197)溶解在50份甲苯中,随后加入2.2份甲基丙烯酸、0.2份对甲苯磺酸、0.003份氢醌单甲醚,在100℃反应5h,反应生成的水与甲苯作为共沸物被馏出,反应结束后冷却至室温,用5wt%NaCl水洗,并蒸出甲苯,再加入8份二乙二醇单乙基醚乙酯,得固含量为60wt%双酚A型环氧丙烯酸树脂溶液。在所得的环氧丙烯酸树脂溶液中加入0.036份吡啶、0.009份氢醌单甲醚,加热此混合物至90℃,然后加入4.1份四氢苯二酸酐,反应6h后冷却,得固含量为65wt%、酸值为40mg KOH/g树脂。将此反应溶液称为A-1清漆。
含分散的氟化聚合物粉末的感光性聚酰亚胺清漆的制备:首先加入3g丁酮、0.9gPTFE粉末(平均粒径0.1至2微米)、0.09g聚己内酯二醇(Mn=2,000)作为聚酯类分散剂、以及4g球磨料,并且在高速球磨设备中搅拌该混合物以分散PTFE,命名为F-1。
随后,在10碱溶性的环氧丙烯酸碱溶性树脂(A-1清漆)中加入0.008份四氢呋喃丙烯酸酯、2.6份(三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯)、0.1份2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1,0.5份氟化聚合物、3.0份双酚A型环氧树脂,在室温下搅拌溶解,溶解均匀过滤得碱溶性环氧丙烯酸树脂清漆,避光低温保存备用。
实施例2
氮气气氛下,在10份环氧丙烯酸树脂中加入0.06moL四氢苯二酸酐、0.046%moL吡啶、0.007%moL氢醌单甲醚,加热此混合物至90℃,反应6h后冷却,得固含量为73wt%、酸值为200mg KOH/g碱溶性环氧丙烯酸树脂,记为A-2。
含分散的氟化聚合物粉末的感光性聚酰亚胺清漆的制备:首先加入3g丁酮、0.9gPTFE粉末(平均粒径0.1至2微米)、0.09g聚己内酯二醇(Mn=2,000)作为聚酯类分散剂、以及4g球磨料,并且在高速球磨设备中搅拌该混合物以分散PTFE,命名为F-1。
在10份A-2清漆树脂中加入0.008份四氢呋喃丙烯酸酯、2.6份(三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯)、0.1份2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1、2.0份氟化聚合物、3.0份双酚A型环氧树脂,在室温下搅拌溶解,溶解均匀过滤得碱溶性环氧丙烯酸树脂清漆,避光低温保存备用。
实施例3
氮气气氛下,在10份环氧丙烯酸树脂中加入0.036moL四氢苯二酸酐、0.046%moL吡啶、0.007%moL氢醌单甲醚,加热此混合物至90℃,反应6h后冷却,得固含量为69wt%、酸值为120mg KOH/g碱溶性环氧丙烯酸树脂,记为A-3。
含分散的氟化聚合物粉末的感光性聚酰亚胺清漆的制备:首先加入3g丁酮、0.9gPTFE粉末(平均粒径0.1至2微米)、0.09g聚己内酯二醇(Mn=2,000)作为聚酯类分散剂、以及4g球磨料,并且在高速球磨设备中搅拌该混合物以分散PTFE,命名为F-1。
在10份A清漆树脂中加入0.8份四氢呋喃丙烯酸酯、2.6份(三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯)、0.1份2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1、0.5份氟化聚合物、3.0份双酚A型环氧树脂,在室温下搅拌溶解,溶解均匀过滤得碱溶性环氧丙烯酸树脂清漆,避光低温保存备用。
实施例4
碱溶性树脂采用A-3。
含分散的氟化聚合物粉末的感光性聚酰亚胺清漆的制备:加入3g丁酮、0.9g PTFE粉末(平均粒径0.1至2微米)、0.03g聚己内酯二醇(Mn=2,000)作为聚酯类分散剂、以及1g球磨料,并且在高速球磨设备中搅拌该混合物以分散PTFE,命名为F-1。
在10份A-3清漆树脂中加入0.8份丙烯酸缩水甘油酯、2.6份(三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯)、0.1份2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1、2.0份氟化聚合物、3.0份双酚A型环氧树脂,在室温下搅拌溶解,溶解均匀过滤得碱溶性环氧丙烯酸树脂清漆,避光低温保存备用。
实施例5
碱溶性树脂采用A-3。
含分散的氟化聚合物粉末的感光性聚酰亚胺清漆的制备:加入3g丁酮、0.3g PTFE粉末(平均粒径0.1至2微米)、0.03g聚己内酯二醇(Mn=2,000)作为聚酯类分散剂、以及1g球磨料,并且在高速球磨设备中搅拌该混合物以分散PTFE,命名为F-2。
在10份A-5清漆树脂中加入0.8份丙烯酸缩水甘油酯、2.6份(三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯)、0.1份2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1、2.0份氟化聚合物、3.0份双酚A型环氧树脂,在室温下搅拌溶解,溶解均匀过滤得碱溶性环氧丙烯酸树脂清漆,避光低温保存备用。
实施例6
树脂采用A-3清漆。
含分散的氟化聚合物粉末的感光性聚酰亚胺清漆的制备:加入3g丁酮、1.8g PTFE粉末(平均粒径0.1至2微米)、0.18g聚己内酯二醇(Mn=2,000)作为聚酯类分散剂、以及8g球磨料,并且在高速球磨设备中搅拌该混合物以分散PTFE,命名为F-3。
在10份A-3清漆树脂中加入0.008份丙烯酸缩水甘油酯、2.6份(三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯)、0.1份2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1、2.0份氟化聚合物、3.0份双酚A型环氧树脂,在室温下搅拌溶解,溶解均匀过滤得碱溶性环氧丙烯酸树脂清漆,避光低温保存备用。
实施例7
树脂采用A-3清漆。
含分散的氟化聚合物粉末的感光性聚酰亚胺清漆的制备:加入3g丁酮、0.3g PTFE粉末(平均粒径0.1至2微米)、0.03g聚己内酯二醇(Mn=2,000)作为聚酯类分散剂、以及1g球磨料,并且在高速球磨设备中搅拌该混合物以分散PTFE,命名为F-2。
在10份A-3清漆树脂中加入0.8份丙烯酸缩水甘油酯、2.6份(三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯)、0.1份2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1、0.5份氟化聚合物、3.0份双酚A型环氧树脂,在室温下搅拌溶解,溶解均匀过滤得碱溶性环氧丙烯酸树脂清漆,避光低温保存备用。
实施例7
树脂采用A-3清漆。
含分散的氟化聚合物粉末的感光性聚酰亚胺清漆的制备:加入3g丁酮、1.8g PTFE粉末(平均粒径0.1至2微米)、0.03g聚己内酯二醇(Mn=2,000)作为聚酯类分散剂、以及1g球磨料,并且在高速球磨设备中搅拌该混合物以分散PTFE,命名为F-3。
在10份A-3清漆树脂中加入0.8份丙烯酸缩水甘油酯、2.6份(三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯)、0.1份2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1、0.5份氟化聚合物、3.0份双酚A型环氧树脂,在室温下搅拌溶解,溶解均匀过滤得碱溶性环氧丙烯酸树脂清漆,避光低温保存备用。
对比例1
树脂采用A-3清漆。
感光环氧丙烯酸清漆的制备:在10份A清漆树脂中加入0.08份四氢呋喃丙烯酸酯、2.6份(三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯)、0.1份2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1、3.0份双酚A型环氧树脂,在室温下搅拌溶解,溶解均匀过滤得碱溶性环氧丙烯酸树脂清漆,避光低温保存备用。
对比例2
树脂采用A-3清漆。
感光环氧丙烯酸清漆的制备:在10份A清漆树脂中加入0.8份四氢呋喃丙烯酸酯、2.6份(三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯)、0.1份2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1、3.0份双酚A型环氧树脂,在室温下搅拌溶解,溶解均匀过滤得碱溶性环氧丙烯酸树脂清漆,避光低温保存备用。
对比例3
树脂采用A-3清漆。
含分散的氟化聚合物粉末的感光性聚酰亚胺清漆的制备:加入3g丁酮、0.9g PTFE粉末(平均粒径0.1至2微米)、0.03g聚己内酯二醇(Mn=2,000)作为聚酯类分散剂、以及1g球磨料,并且在高速球磨设备中搅拌该混合物以分散PTFE。
在10份A清漆树脂中加入2.6份(三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯)、0.1份2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1、0.5份氟化聚合物、3.0份双酚A型环氧树脂,在室温下搅拌溶解,溶解均匀过滤得碱溶性环氧丙烯酸树脂清漆,避光低温保存备用。
具体各个实施例及对比例的各组分及其配比参见表1,其中
B:带氧杂环的丙烯酸酯类单体(B-1:四氢呋喃丙烯酸酯;B-2:丙烯酸缩水甘油酯)
C:多官能度丙烯酸酯类单体(三丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯,三者质量比为2:3:3)
D:光引发剂,包括光聚合引发剂为2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-吗啉基-丙酮-1,光敏剂2-异丙基硫杂蒽酮,实施例4-20、比较例1-7中二者重量比为180:1
E:双酚A型环氧树脂(环氧当量:600)
F:氟化聚合物为PTFE粉末(平均粒径0.1至2微米)
另外,实施例1-4中分别加入固化促进剂己二酸二酰肼0份、0.01份、1.0份、0.2份,相对应的完全固化的时间为3h、2.8h、0.5h和2h。据此,实施例5-8以及比较例1-3中均加入0.2份固化促进剂己二酸二酰肼。
另外,实施例1-4中光聚合引发剂、光敏剂的重量比分别为180:1、150:1、200:1,所需曝光时间相差不大,所以实施例5-8以及比较例1-3中两者重量比均为180:1。
表1、各组分的详细情况
如表1所示,对所得的实施例1~8及对比例1~3碱溶性环氧丙烯酸树脂树脂进行以下评价。
(1)杨氏模量(2)拉伸强度(3)断裂伸长率
利用万能拉伸试验机测定评估试样的杨氏模量、拉伸强度和断裂伸长率。
利用涂布法分别涂布上述各组成例及比较例的组合物,在热风循环式干燥箱中于80℃干燥15min,室温冷却,以80-150mJ/cm2的曝光能量进行曝光,然后在150℃的氮气、热风循环式干燥箱中固化120min,得力学测试样品。
(4)耐弯折性测试
参照太阳油墨的测试标准。以固化膜为外侧进行180℃弯折,并以下述基准进行评估。
○:固化膜上无龟裂者。
Δ:固化膜上有若干龟裂者。
×:固化膜上有龟裂者。
(5)耐锡焊性测试
感光固化膜于288℃的焊锡溶液中浸泡三次,每次10s,观察表面是否起泡、变色、浮起、剥离等、锡焊渗入等。以下述基准评估外观的变化。
○:外观无变化
Δ:固化膜表面有变色
×:固化膜有浮起、薄离、锡焊深入
(6)粘附性实验
将感光固化膜层压在柔性铜箔表面,经UV曝光、加热固化。然后,用刀片在感光覆盖膜表面划分50个2mm的四边形棋盘格。在制作的棋盘格表面粘合玻璃纸胶带,当胶带的一端与覆盖膜表面垂直,时,迅速揭下胶带。计算剩余的棋盘格数,按照如下基准,当剩余50个时为合格。
○:50/50清楚
×:0/50-49/50清楚
(7)耐碱(酸)性测试
固化膜浸于25℃、10wt%氢氧化钠(10wt%H2SO4)溶液,30min后取出并评估固化膜的状态及附着性。判定基准如下。
○:未被发现有变化者
Δ:仅有少许的变化者
×:涂膜上有膨胀或脱落者或溶解者
(8)电绝缘性
固化膜在85℃、85%的恒温恒湿箱中静置24h后测试其表面电阻和体积电阻。测试条件:50V、1min。
○:加湿后的绝缘电阻在109以上,无铜的迁移
Δ:加湿后的绝缘电阻在109以上,有铜的迁移
×:加湿后的绝缘电阻在109以下,有铜的迁移
(9)介电常数的测量
将在实施例和比较例中得到的聚酰亚胺树脂膜在150℃下干燥30分钟,在25℃及50%RH的条件下,使用谐振器(安捷伦E5071BENA)通过分离介质谐振器(SPDR)方法测量各个感光性聚酰亚胺树脂膜的介电常数。
(10)感光度的评价
在PET的基材上涂布各感光性树脂组合物后,在90℃下在热板上预烘烤120秒钟而使溶剂挥发,形成膜厚为25μm的感光性树脂组合物层。继而,使用高压水银灯,采用合适的掩膜版,对所得的感光性树脂组合物层进行曝光。继而,对曝光后的感光性树脂组合物层利用碱性显影液(1%的碳酸钠水溶液)在25℃下进行60秒钟显影后,以去离子水淋洗20秒。将通过这些操作解析50μm的孔时的最适i射线曝光量作为感度。
A:60mJ/cm2以上、小于80mJ/cm 2
B:80mJ/cm2以上、小于120mJ/cm2
C:120mJ/cm2以上、小于160mJ/cm2
D:160mJ/cm2以上。
测试结果:这里,通过电子显微镜观察光刻程度,在实施例1-5中,用在365nm(i线)~436nm(g线)紫外光光源下曝光3min都可以得到很好的光刻图形,另外从表2可以得知,实施例3具有优异感光度和低的介电常数。
表2
上述实施例仅为本发明的优选实施例,不能以此来限定本发明的保护范围。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求的保护的范围。

Claims (10)

1.一种低介电感光覆盖膜树脂组合物,其特征在于,它包括100重量份酸值为40-200mgKOH/g的碱溶性环氧丙烯酸树脂、0.08-8重量份的带氧杂环的丙烯酸酯类单体、20-70重量份多官能度丙烯酸酯类单体、0.1-10重量份光引发剂、20-60重量份热固化剂和5-20重量份氟化聚合物等。
2.如权利要求1所述的低介电感光覆盖膜树脂组合物,其特征在于,还可以包括0.1-10重量份的固化促进剂。
3.如权利要求2所述的低介电感光覆盖膜树脂组合物,其特征在于,所述的固化促进剂由己二酸二酰肼、对羟基安息香酸酰肼、间苯二甲酸酰肼的一种或几种按任意配比混合组成。
4.如权利要求1所述的低介电感光覆盖膜树脂组合物,其特征在于,所述酸值为40-200mg KOH/g的碱溶性环氧丙烯酸树脂通过以下方法制备得到:氮气气氛下,在100重量份丙烯酸树脂中加入多元酸酐、催化剂,热聚合抑制剂,多元酸酐的加入量为0.12-0.6moL,催化剂的加入量为多元酸酐的物质的量的0.2-0.5%,热聚合抑制剂的加入量为多元酸酐的物质的量的0.04-0.1%;在60-90℃发生酯化反应,得到酸值为40-200mg KOH/g的碱溶性环氧丙烯酸树脂,酸值优选为80-120mg KOH/g。
5.如权利要求4所述的低介电感光覆盖膜树脂组合物,其特征在于,所述的多元酸酐可为脂肪族二元酸酐或芳香族二元酸酐。
6.如权利要求1所述的低介电感光覆盖膜树脂组合物,其特征在于,所述的带氧杂环的丙烯酸酯类单体由丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、2,3-环氧丙烷甲基丙烯酸酯、丙烯酸-2,3-环氧丙酯、丙烯酸四氢呋喃酯、3-乙基-3-氧杂环丁烷基丙烯酸甲酯、3-乙基-3-氧杂环丁烷基甲基丙烯酸甲酯的一种或几种按任意配比混合组成。
7.如权利要求1所述的低介电感光覆盖膜树脂组合物,其特征在于,所述多官能度丙烯酸酯类单体由聚丙二醇二丙烯酸酯、环戊二烯、二丙烯酸酯环戊二醇酯、三环葵烷二甲醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、六丙烯酸二季戊四醇酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯,乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯、乙氧化(丙氧化)双酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚乙(丙)二醇二丙烯酸酯、乙氧化(丙氧化)新戊二醇二丙烯酸酯、二氧杂环己烷二醇二丙烯酸酯、二缩丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种按任意配比混合组成。
8.如权利要求1所述的低介电感光覆盖膜树脂组合物,其特征在于,所述的光引发剂由光聚合引发剂和光敏剂按重量比150~200:1混合组成。
9.如权利要求1所述的低介电感光覆盖膜树脂组合物,所述热固化剂由联苯型环氧树脂、双酚型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、酯环式环氧树脂的一种或几种按任意配比混合组成。
10.如权利要求1所述的低介电感光覆盖膜树脂组合物,其特征在于,所述的氟化聚合物选自聚四氟乙烯(PTEF)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、氯三氟乙烯(CTFE)、四氟乙烯/氯三氟乙烯(TFE/CTFE)、乙烯氯三氟乙烯(ECTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)。
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