DE102005046136A1

DE102005046136A1 - Dielektrische Zusammensetzungen mit geringer Expansion

Info

Publication number: DE102005046136A1
Application number: DE102005046136A
Authority: DE
Inventors: Guoren He; William D. Varnell; Thomas J. Williams
Original assignee: Polyclad Laminates Inc
Current assignee: Isola USA Corp
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2006-05-11
Also published as: FI20050970A; TW200624499A; CN1769346A; US20060074151A1; FI20050970A0

Abstract

Offenbart werden dielektrische Zusammensetzungen, die eine erste Komponente und eine zweite Komponente umfassen, die zu etwa 5 bis etwa 60 Teilen Füllstoff auf 100 Teile der ersten Komponente vorhanden sind. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente einen Polyphenylenether, ein Polyepoxid und gegebenenfalls ein Kompatibilisierungsmittel und einen Katalysator. Die hier offenbarten bestimmten Beispiele für die dielektrischen Zusammensetzungen weisen geringe Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Auch Prepregs, Laminate, Formteile und gedruckte Leiterplatten unter Verwendung der dielektrischen Zusammensetzungen werden offenbart.

Description

Allgemein betreffen bestimmte der hier offenbarten Beispiele dielektrische Zusammensetzungen. Insbesondere betreffen bestimmte Beispiele dielektrische Zusammensetzungen mit geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten.

Härtbare Polyphenylenether- und Polyphenylenoxid-Verbindungen werden in gedruckten Leiterplatten (PCBs) verwendet. Aus diesen Zusammensetzungen hergestellte Glasfasergewebelaminate weisen geringe Dielektrizitätskonstanten und Verlustfaktoren auf. Auch die Produkte unter Verwendung dieser Zusammensetzungen weisen eine höhere Zähigkeit auf als die typischen, bisher in PCBs verwendeten Epoxyglaslaminate. Laminate, die aus den Zusammensetzungen hergestellt werden, weisen im Vergleich zu den typischen Epoxyharzsystemen relativ höhere Wärmeausdehnungskoeffizienten in Z-Richtung auf. Eine hohe Wärmeausdehnung in Z-Richtung kann bei mehrschichtigen gedruckten Leiterplatten zu einem Ausfallrisiko führen, wenn sie während des Herstellens oder während des Wiederaufarbeitungsverfahrens einen Hitzeschock erfahren, oder auch bei Gebrauch.

Bestimmte Beispiele betreffen dielektrische Zusammensetzungen, die eine geringe Wärmeausdehnung bereitstellen. In bestimmten Beispielen verleihen die dielektrischen Zusammensetzungen Prepregs, Laminaten, Formteilen und gedruckten Leiterplatten, die die Zusammensetzungen einsetzen, eine geringe Wärmeausdehnung. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Prepregs, Laminaten, Formteilen und gedruckten Leiterplatten kann unter Verwendung der hier offenbarten dielektrischen Zusammensetzungen beispielsweise um etwa 5 bis etwa 30 % oder mehr vermindert werden.

In Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform wird eine dielektrische Zusammensetzung bereitgestellt, die eine erste Komponente und eine zweite Komponente umfasst. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente der dielektrischen Zusammensetzung einen Polyphenylenether, ein Polyepoxid und ein Kompatibilisierungsmittel. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente auch einen Katalysator. Bei einigen Beispielen ist der Polyphenylenether, bezogen auf das Gewicht der ersten Komponente, von etwa 20 bis etwa 55 Gew.-% vorhanden. In anderen Beispielen ist das Polyepoxid, bezogen auf das Gewicht der ersten Komponente, von etwa 20 bis etwa 60 Gew.-% vorhanden. Bei wieder anderen Beispielen umfasst das Polyepoxid, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyepoxids, etwa 10 bis etwa 30 % Brom als Substituenten, die an den in der Polyepoxidstruktur vorhandenen Arylgruppen vorliegen. Bei bestimmten Beispielen umfasst das Polyepoxid einen Bisphenolpolyglicydylether mit im Durchschnitt etwa einer aliphatischen Hydroxygruppe pro Molekül. Bei einigen Beispielen kann die erste Komponente außerdem ein inertes Lösungsmittel, Dispersionsmittel und zusätzliche Materialien, wie diejenigen, die nachstehend beschrieben sind, umfassen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die zweite Komponente der dielektrischen Zusammensetzung etwa 5 bis etwa 60 Teile Füllstoff pro 100 Teile der ersten Komponente. Bei einigen Beispielen ist der Füllstoff Talk, Ton, Glimmer, Silciumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat oder Gemische davon.

In Übereinstimmung mit einer zusätzlichen Ausführungsform wird eine dielektrische Zusammensetzung offenbart, die eine erste Komponente und etwa 5 bis etwa 60 Teile einer zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente umfasst. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente eine Verbindung mit zwei oder mehreren Struktureinheiten der nachstehend gezeigten Formel (I)

Bei bestimmten Beispielen sind R₁ und R₂ der Formel (I) jeweils unabhängig ausgewählt aus einem Wasserstoffatom, einem primären oder sekundären Niederalkylrest, einem primären oder sekundären Niederalkenylrest, einem primären oder sekundären Niederalkinylrest, einem Phenyl-, Aminoalkyl-, Diaminoalkyl-, Acyl-, Hydrocarbonoxy- und Halogenhydrocarbonoxyrest. Bei bestimmten anderen Beispielen ist R₁ jeweils unabhängig ausgewählt aus einem Halogenatom, einem primären oder sekundären Niederalkyl-, Phenyl-, Halogenalkyl-, Aminoalkyl-, Hydroxycarbonoxy-, oder Halogenhydroxycarbonoxyrest, wobei die Halogen- und Sauerstoffatome mindestens zwei Kohlenstoffatome trennen und R₂ jeweils unabhängig ausgewählt ist aus einem Wasserstoffatom, Halogenatom, einem primären oder sekundären Niederalkyl-, Phenyl-, Halogenalkyl-, Hydroxycarbonoxy- oder Halogenhydroxycarbonoxyrest, wie für R₁ definiert. Bei einigen Beispielen ist die Verbindung mit zwei oder mehreren Struktureinheiten der Formel (I), bezogen auf das Gewicht der ersten Komponente, von etwa 20 bis etwa 50 Gew.-% vorhanden.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen kann die erste Komponente weiterhin eine Verbindung der Formel (II), die nachstehend gezeigt ist, umfassen.

Bei bestimmten Beispielen sind Q₁, Q₂, Q₃ und Q₄ jeweils unabhängig ausgewählt aus einem Wasserstoffatom, Methyl, Aryl, einem primären oder sekundären Niederalkylrest und aus Halogenatomen, wie Brom. Bei bestimmten Beispielen ist m 0 bis 4, n weist einen Mittelwert von bis zu 1 auf, A₁ und A₂ sind jeweils ein monocyclischer zweiwertiger aromatischer Rest, und Y ist ein verbrückender Rest, wobei ein oder zwei Atome A₁ von A₂ trennen. Bei einigen Beispielen ist die Verbindung der Formel (II), bezogen auf das Gewicht der ersten Komponente von etwa 20 bis etwa 60 Gew.-% vorhanden.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen, kann die erste Komponente der dielektrischen Zusammensetzung weiterhin ein oder mehrere Kompatibilisierungsmittel umfassen, um (a) eine oder mehrere Verbindungen mit zwei oder mehreren Struktureinheiten, wie in Formel (I) gezeigt, und (b) eine oder mehrere Verbindungen der Formel (II) zu kompatibilisieren. Die exakte Natur und Menge des Kompatibilisierungsmittels kann von den gewählten Verbindungen der Formel (I) und (II) abhängen, und in den bestimmten Beispielen wird das Kompatibilisierungsmittel aus einem oder mehreren Übergangsmetallsalzen ausgewählt.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen kann die erste Komponente der dielektrischen Zusammensetzung weiterhin einen oder mehrere Katalysatoren umfassen, die in einer katalytisch wirksamen Menge vorhanden sind. Der oder die bestimmten gewählten Katalysatoren können von der einen oder den mehreren gewählten Verbindungen der Formeln (I) und (II) abhängen, und in den bestimmten Beispielen wird der Katalysator aus einer oder mehreren Verbindungen auf Imidazolbasis und/oder aus Verbindungen auf Arylenpolyaminbasis ausgewählt.

In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform wird eine dielektrische Zusammensetzung bereitgestellt, die eine erste Komponente und etwa 5 bis etwa 60 Teile einer zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente umfasst und einen Vor-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten von nicht größer als etwa 50 ppm/°C, insbesondere von etwa 45 ppm/°C, z.B. nicht größer als etwa 40 ppm/°C bereitstellt. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente eine oder mehrere Polyphenylenether-Verbindungen und eine oder mehrere Polyepoxid-Verbindungen, wie beispielsweise diejenigen, die hier offenbart sind. Bei bestimmten Beispielen sind in der ersten Komponente der dielektrischen Zusammensetzung gegebenenfalls ein Kompatibilisierungsmittel und/oder ein Katalysator eingeschlossen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die zweite Komponente einen oder mehrere Füllstoffe. Bei einigen Beispielen werden etwa 15 bis 30 Teile Füllstoff auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet.

In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform wird eine dielektrische Zusammensetzung bereitgestellt, die eine erste Komponente und etwa 5 bis etwa 60 Teile einer zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente umfasst und die einen Nach-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten von nicht größer als etwa 300 ppm/°C, insbesondere von etwa 250 ppm/°C, z.B. nicht größer als etwa 250 ppm/°C bereitstellt. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente eine oder mehrere Polyphenylenether-Verbindungen und eine oder mehrere Polyepoxid-Verbindungen, wie beispielsweise diejenigen, die hier offenbart sind. Bei bestimmten Beispielen sind in der ersten Komponente der dielektrischen Zusammensetzung gegebenenfalls ein Kompatibilisierungsmittel und/oder ein Katalysator eingeschlossen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die zweite Komponente einen oder mehrere Füllstoffe. Bei einigen Beispielen werden etwa 15 bis 30 Teile Füllstoff auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet.

In Übereinstimmung mit noch einer weiteren Ausführungsform wird eine dielektrische Zusammensetzung bereitgestellt, die eine erste Komponente und etwa 5 Teile bis etwa 60 Teile einer zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente umfasst, mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens etwa 140 °C, insbesondere von etwa 160 bis 180 °C, z.B. etwa 175 °C. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente einen Polyphenylenether und ein Polyepoxid. Bei bestimmten Beispielen sind in der ersten Komponente der dielektrischen Zusammensetzung gegebenenfalls ein Kompatibilisierungsmittel und/oder ein Katalysator eingeschlossen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die zweite Komponente einen oder mehrere Füllstoffe. Bei einigen Beispielen werden etwa 15 bis 30 Teile Füllstoff auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet.

In Übereinstimmung mit wieder einer weiteren Ausführungsform wird eine dielektrische Zusammensetzung bereitgestellt, die eine erste Komponente und etwa 5 bis etwa 60 Teile einer zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente umfasst und eine Abschälfestigkeit von mindestens etwa 4 pounds pro inch Breite, insbesondere von etwa 4 bis 6 pounds, z.B. etwa 5 pounds pro inch Breite, wie durch IPC-TM-650 2.4.8C (mit dem Datum 12/94 und dem Titel "Peel Strength of Metallic Clad Laminates") und 2.4.8.2 getestet, bereitstellt. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente einen Polyphenylenether und ein Polyepoxid. Bei bestimmten Beispielen sind in der ersten Komponente der dielektrischen Zusammensetzung gegebenenfalls ein Kompatibilisierungsmittel und/oder ein Katalysator eingeschlossen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die zweite Komponente einen oder mehrere Füllstoffe. Bei einigen Beispielen werden etwa 15 bis 30 Teile Füllstoffe auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet.

In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform wird eine dielektrische Zusammensetzung offenbart, die eine erste Komponente und etwa 5 bis etwa 60 Teile einer zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente umfasst, mit einer Dielektrizitätskonstante bei 1 MHz (50 % Harzgehalt) von nicht größer als 5,0, insbesondere von etwa 4 bis 4,5, z.B. etwa 4,0 oder weniger, wie durch das Zweifluid-Zellenverfahren (IPC-TM-650 2.5.5.3C mit dem Datum 12/87 und dem Titel "Permittivity (Dielectric Constant) and Loss Tangent (Dissipation Factor) of Materials (Two Fluid Cell Method)") getestet. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente einen Polyphenylenether und ein Polyepoxid. Bei bestimmten Beispielen sind in der ersten Komponente der dielektrischen Zusammensetzung gegebenenfalls ein Kompatibilisierungsmittel und/oder ein Katalysator eingeschlossen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die zweite Komponente einen oder mehrere Füllstoffe. Bei einigen Beispielen werden etwa 15 bis 30 Teile Füllstoff auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet.

In Übereinstimmung mit wieder einer anderen Ausführungsform wird eine dielektrische Zusammensetzung bereitgestellt, die eine erste Komponente und etwa 5 bis etwa 60 Teile einer zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente umfasst, mit einem dielektrischen Verlustfaktor bei 1 MHz (50 % Harzgehalt) von etwa 0,02, insbesondere von etwa 0,008 bis 0,015°C, z.B. etwa 0,009 oder weniger, wie durch das Zweifluid-Zellenverfahren (IPC-TM-650 2.5.5.3C mit dem Datum 12/87 und dem Titel "Permittivity (Dielectric Constant) and Loss Tangent (Dissipation Factor) of Materials (Two Fluid Cell Method)") getestet. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente einen Polyphenylenether und ein Polyepoxid. Bei bestimmten Beispielen sind in der ersten Komponente der dielektrischen Zusammensetzung gegebenenfalls ein Kompatibilisierungsmittel und/oder ein Katalysator eingeschlossen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die zweite Komponente einen oder mehrere Füllstoffe. Bei einigen Beispielen werden etwa 15 bis 30 Teile Füllstoff auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet.

In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform wird ein Prepreg offenbart. Bei bestimmten Beispielen umfasst das Prepreg eine oder mehrere der hier offenbarten Zusammensetzungen, die auf oder in einem Substrat angeordnet sind. Beispielhafte Vorrichtungen, wie Laminate und gedruckte Leiterplatten, die ein oder mehrere Prepregs einsetzen, werden nachstehend ausführlicher erläutert.

In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform wird ein Laminat bereitgestellt. Bei bestimmten Beispielen umfasst das Laminat mindestens zwei Schichten; wobei vor dem Härten eine Schicht ein Prepreg ist. Bei einigen Beispielen umfasst das Laminat zwei oder mehrere Prepregs, wobei jedes Prepreg des Laminats mit der gleichen Zusammensetzung imprägniert ist, wohingegen in anderen Beispielen die Prepregs des Laminats mit verschiedenen Zusammensetzungen imprägniert sind. Bei bestimmten Beispielen wird das Laminat durch Laminatpressen gebildet.

In Übereinstimmung mit wieder einer anderen Ausführungsform wird ein Formteil bereitgestellt, das eine Vielzahl von Schichten umfasst, die mit einer oder mehreren der hier offenbarten dielektrischen Zusammensetzungen imprägniert sind. Bei bestimmten Beispielen sind die Schichten des Formteils jeweils mit der gleichen Zusammensetzung imprägniert, wohingegen die Schichten des Formteils in anderen Beispielen mit verschiedenen Zusammensetzungen imprägniert sind.

In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform wird eine gedruckte Leiterplatte offenbart, die ein dielektrisches Substrat mit einer elektrisch leitenden Schicht auf einer oder beiden Oberflächen umfasst. Bei bestimmten Beispielen kann die elektrisch leitende Schicht so ausgebildet sein, dass sie ein festgelegtes Muster aufweist. In den Beispielen unter Verwendung von mehreren elektrisch leitenden Schichten können die Schichten miteinander elektrisch leitend verbunden sein. Bei einigen Beispielen umfasst das dielektrische Substrat ein Glasgewebe oder ein Glasvlies, das mit einer oder mehreren der hier offenbarten Zusammensetzungen imprägniert ist.

In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform eines Verfahrens wird ein Verfahren zur Verminderung des Wärmeausdehnungskoeffizienten in einem Prepreg, Laminat, Formteil oder in einer gedruckten Leiterplatte bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Anordnen auf einem Substrat von einer oder mehreren Zusammensetzungen, die eine erste Komponente und etwa 5 bis etwa 60 Teile einer zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente umfassen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente einen Polyphenylenether, ein Polyepoxid, eine wirksame Menge eines Kompatibilisierungsmittels und gegebenenfalls einen Katalysator. Bei bestimmten Beispielen ist die zweite Komponente in einer wirksamen Menge vorhanden, um den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Prepreg, Laminats, Formteils oder der gedruckten Leiterplatte zu vermindern. Bei bestimmten Beispielen wird der Wärmeausdehnungskoeffizient unter Verwendung von einer oder mehreren der hier offenbarten Zusammensetzungen um etwa 5 bis etwa 30 % vermindert.

In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Erleichterung des Prepreg- oder Leiterplatten-Aufbaus bereitgestellt. Bei bestimmten Beispielen umfasst das Verfahren die Bereitstellung von einer oder mehreren der hier offenbarten dielektrischen Zusammensetzungen.

Die hier offenbarten Zusammensetzungen, Prepregs, Laminate, Formteile und gedruckten Leiterplatten stellen wesentliche technische Vorteile bereit. Durch die verminderte Wärmeausdehnung, die unter Anwendung von zumindest bestimmten Beispielen für die hier offenbarten Zusammensetzungen erzielt werden kann, lassen sich Prepregs, Laminate, Formteile, gedruckte Leiterplatten etc. aufbauen und herstellen, die, neben anderen Vorteilen, einem verminderten Ausfallrisiko durch Wärmeausdehnung unterliegen.

Bestimmte Beispiele sind nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 ein Schema eines Prepregs in Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen;

2 ein Schema eines Laminats in Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen;

3 ein Schema eines Formteils in Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen;

4 ein Schema einer gedruckten Leiterplatte in Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen;

5 eine Datentabelle, die die in den bestimmten Beispielen gemessenen und normierten Werte für beispielhafte Zusammensetzungen, die verschiedene Füllstoffe umfassen, zeigt; und
die 6-15 Graphen in Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen, die Vergleiche der verschiedenen Füllstoffe, die in den beispielhaften Zusammensetzungen, die in 5 aufgelistet sind, verwendet werden, zeigen.

Der Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, wird erkennen, dass die Merkmale der 1 bis 4 nicht notwendigerweise maßstabgetreu sind und dass bestimmte Merkmale in den Figuren relativ zu anderen Merkmalen vergrößert oder verzerrt sein können, um eine gebrauchsfreundlichere Beschreibung der hier beschriebenen erfinderischen Ausführungsformen und Beispiele bereitzustellen.

Der Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, wird erkennen, dass die Beispiele für die hier offenbarten Zusammensetzungen und die beispielhaften Vorrichtungen unter Verwendung der beispielhaften Zusammensetzungen mindestens einige Vorteile, die mit den existierenden Zusammensetzungen nicht erreicht werden, bereitstellen. Die Zusammensetzungen können beim Aufbauen von verschiedenen ein- und mehrschichtigen Strukturen verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf, Laminate, gedruckte Leiterplatten etc., um Vorrichtungen mit geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten bereitzustellen.

Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff "geringer Wärmeausdehnungskoeffizient" auf Materialien mit einem Vor-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungsvorkoeffizienten von nicht größer als etwa 50 ppm/°C, insbesondere von etwa 45 ppm/°C, z.B. nicht größer als etwa 40 ppm/°C. Bei bestimmten anderen Beispielen bezieht sich "geringer Wärmeausdehnungskoeffizient" auf Materialien mit einem Nach-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten von nicht größer als etwa 270 ppm/°C, insbesondere von etwa 250 bis etwa 260 ppm/°C, z.B. nicht größer als etwa 260 ppm/°C. Der Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, wird erkennen, dass die Wärmeausdehnungskoeffizienten zumindest teilweise von dem genauen chemischen Aufbau der Zusammensetzung abhängig sind. Bei bestimmten Beispielen kann der Vor-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizient durch Zugabe von Füllstoff zu einer Zusammensetzung von etwa 55 bis 60 ppm/°C (ohne Füllstoff) bis auf etwa 35 bis 49 ppm/°C (mit Füllstoff), beispielsweise je nach Füllstoffnatur und Füllstoffgehalt, herabgesetzt werden. Bei den bestimmten Beispielen, die gedruckte Leiterplatten (PCBs) betreffen, die die hier bereitgestellten Zusammensetzungen einschließen, stellen die Zusammensetzungen mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizient zuverlässigere PCBs mit geringeren Ausfallraten während des PCB-Zusammenbauens beim Auflöten der aktiven Komponenten auf die PCB und während der Verwendung beim Ein- und Ausschalten der PCB bereit. Ohne dass es gewünscht ist, an eine bestimmte wissenschaftliche Theorie gebunden zu sein, können die Beispiele für die hier bereitgestellten Zusammensetzungen die PCB-Ausfallraten durch die Verminderung des Reißens der elektrischen Verbindungen in Z-Richtung, wenn Wärme erzeugt oder während des PCB-Zusammenbauens und während des Gebrauchs angewandt wird, vermindern.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen umfassen die hier offenbarten Zusammensetzungen eine oder mehrere Polyphenylenether-Verbindungen. Bei bestimmten Beispielen umfassen die Polyphenylenether-Verbindungen zwei oder mehrere Struktureinheiten mit einer Formel, wie in Formel (I) nachstehend gezeigt.

Bei bestimmten Beispielen sind R₁ und R₂ jeweils unabhängig ausgewählt aus einem Wasserstoffatom, einem primären oder sekundären Niederalkylrest (wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff "Niederalkyl" z.B. auf einen Alkylrest, der zwischen etwa 1 bis 7 Kohlenstoffatome enthält), einen primären oder sekundären Niederalkenylrest (wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff "Niederalkenyl" z.B. auf einen Alkenylrest, der zwischen etwa 2 bis 7 Kohlenstoffatome enthält), einen primären oder sekundären Niederalkinylrest (wie hier verwendet bezieht sich der Begriff "Niederalkinyl" auf einen Alkinylrest, der zwischen 2 bis 7 Kohlenstoffatome enthält), einen Phenyl-, Aminoalkyl-, Diaminoalkyl-, Acyl-, Hydrocarbonoxy- und Halogenhydrocarbonoxyrest. Bei bestimmten anderen Beispielen ist R₁ jeweils unabhängig ausgewählt aus einem Halogenatom, einem primären oder sekundären Niederalkyl-, Phenyl-, Halogenalkyl-, Aminoalkyl-, Hydroxycarbonoxy- oder Halogenhydroxycarbonoxyrest, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome das Halogenatom und das Sauerstoffatom trennen, und R₂ jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, Halogenatom, ein primärer oder sekundärer Niederalkyl-, Phenyl-, Halogenalkyl-, Hydroxycarbonoxy- oder Halogenhydroxycarbonoxyrest ist, wie für R₁ definiert. Beispiele für geeignete primäre Niederalkylreste sind Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Butyl, Isobutyl, n-Amyl, Isoamyl, 2-Methylbutyl, n-Hexyl, 2,3-Dimethylbutyl, die 2-, 3-, oder 4-Methylpentylgruppe und die entsprechenden Heptylgruppen. Beispiele für sekundäre Niederlalkylreste sind Isopropyl, sec-Butyl und 3-Pentyl. Insbesondere sind alle Alkylreste statt verzweigt geradkettig. Bei bestimmten Beispielen ist R₁ jeweils ein Alkyl-, oder Phenylrest, insbesondere ein C_1-4-Alkylrest, und R₂ ist jeweils ein Wasserstoffatom.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können in der ersten Komponente der hier offenbarten Zusammensetzungen sowohl homo- als auch copolymere Polyphenylenether eingesetzt werden. Geeignete Homopolymere sind diejenigen, die beispielsweise 2,6-Dimethyl-1,4-phenylenether-Einheiten enthalten. Geeignete Copolymere umfassen beispielsweise statistische Copolymere, die solche Einheiten in Kombination mit (beispielsweise) 2,3,6-Trimethyl-1,4-phenylenether-Einheiten enthalten. Viele geeignete statistische Copolymere sowie Homopolymere werden vom Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, unschwer ausgewählt. Polyphenylenether, die Einheiten enthalten, die die Eigenschaften, wie Molekulargewicht, Schmelzviskosität und/oder Schlagzähigkeit, modifizieren, können ebenfalls eingesetzt werden. Solche Polymere sind in der Patentliteratur beschrieben und können durch Pfropfen auf den Polyphenylenether auf bekannte Weise von solchen nicht Hydroxy enthaltenden Vinylmonomeren, wie Acrylnitril und Vinyl-aromatische Verbindungen (z.B. Styrol), oder von solchen nicht Hydroxy enthaltenden Polymeren, wie Polystyrole und Elastomere, hergestellt werden. Bei bestimmten Beispielen kann der Polyphenylenether sowohl gepfropfte als auch ungepfropfte Einheiten enthalten. Weitere geeignete Polymere sind die Polyphenylen-Kupplungsether, wobei das Kupplungsmittel auf bekannte Weise mit den Hydroxygruppen der zwei Polyphenylenetherketten umgesetzt wird, um ein höhenmolekulares Polymer zu erzeugen, das das Reaktionsprodukt der Hydroxygruppen und des Kupplungsmittels enthält. Beispielhafte Kupplungsmittel sind niedermolekulare Polycarbonate, Chinone, Heterocyclen und Formale.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können in den hier offenbarten Zusammensetzungen Polyphenylenether-Verbindungen mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von etwa 3000 bis 40000, insbesondere von mindestens etwa 12000, z.B. mindestens etwa 15000, oder mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von etwa 20000 bis 80000, wie durch Gelpermeationschromatographie bestimmt, verwendet werden. Die intrinsische Viskosität des Polyphenylenethers liegt typischerweise im Bereich von etwa 0,35 bis 0,6 dl/g, stärker bevorzugt von etwa 0,375 bis 0,5 dl/g, z.B. etwa 0,4 dl/g, wie bei 25 °C in Chloroform gemessen.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können die Polyphenylenether durch das bekannte oxidative Kuppeln einer entsprechenden Monohydroxy-aromatischen Verbindung hergestellt werden. Besonders geeignete und leicht verfügbare Monohydroxy-aromatische Verbindungen sind 2,6-Xylenol (wobei R₁ und ein R₂ der Formel (I) Methyl und das andere R₂ Wasserstoff ist), worauf das Polymer als Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylenether) und 2,3,6-Trimethylphenol (wobei jeweils R₁ und ein R₂ der Formel (I) Methyl sind und das andere R₂ Wasserstoff ist) charakterisiert werden kann.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können in den hier offenbarten Zusammensetzungen auch Polyphenylenether, die Moleküle mit Aminoalkyl-substituierten Endgruppen umfassen, wie in zahlreichen Patentschriften und Veröffentlichungen beschrieben, verwendet werden. Solche Moleküle machen häufig einen wesentlichen Anteil des Polyphenylenethers aus, typischerweise soviel wie etwa 90 Gew.-%. Polymere dieses Typs können durch Einarbeiten eines entsprechenden primären oder sekundären Monoamins als einer der Bestandteile des oxidativen Kupplungsreaktionsgemisches erhalten werden.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen kann die Polyphenylenether-Komponente gegebenenfalls durch eine vorherige Umsetzung mit einem Starter, wie beispielsweise Benzoylperoxid, 2,2'-Azo-bis-isobutyrylnitril, Lauroylperoxid, tert-Butylperoxy-2-ethylhexanoat und tert-Amylperoxy-2-ethylhexanoat, in Gegenwart eines Bisphenols, z.B. Bisphenol A (oder dergleichen) äquilibriert werden, wodurch die Molekülgröße der Polyphenylenether-Ketten über eine Spaltungsreaktion herabgesetzt wird. Die Verwendung von äquilibriertem Polyphenylenether kann eine deutlich herabgesetzte Lackmischviskosität ergeben und somit eine bessere Textilstoffsättigung und einen höheren Flow-Prepreg in dem Behandlungsvorgang hervorrufen.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen umfassen die hier offenbarten Zusammensetzungen auch eine Epoxidverbindung. Bei bestimmten Beispielen ist die Epoxidverbindung eine Polyepoxid-Verbindung, die einen Bisphenolpolyglycidylether umfasst. Bei anderen Beispielen umfasst das Epoxid ein Gemisch von solchen Ethern, wobei ein Teil der Komponenten des Gemisches halogenfrei ist und der Rest davon Brom als Aryl-Substituenten enthält. Bei bestimmten Beispielen kann die Gesamtmenge des Broms darin, bezogen auf das Gesamtgewicht der Epoxy-Komponente, von etwa 10 bis 30 Gew.-% reichen.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können die Polyepoxid-Verbindungen konventionell hergestellt werden, beispielsweise durch die Umsetzung von Bisphenolen mit Epichlorhydrin ("Bisphenol", wie hier verwendet, bedeutet eine Verbindung, die zwei Hydroxyphenylgruppen enthält, die an eine aliphatische oder cycloaliphatische Einheit gebunden sind, die ebenfalls aromatische Substituenten enthalten kann). Polyepoxid-Verbindungen können allgemein durch die Formel

dargestellt werden, wobei Q₁, Q₂, Q₃ und Q₄ jeweils unabhängig ausgewählt sind aus einem Wasserstoffatom, Methyl, Aryl, einem primären oder sekundären Niederalkylrest und Halogenatomen wie Brom. Bei bestimmten Beispielen ist m der Formel (II) 0-4, n besitzt einen Mittelwert von bis zu 1, und A₁ und A₂ sind jeweils ein monocyclischer zweiwertiger aromatischer Rest, und Y ist ein verbrückender Rest, wobei ein oder zwei Atome A₁ von A₂ trennen. Die Bindungen O--A₁ und A₂--O in der Formel (II) sind üblicherweise die meta- oder para-Positionen von A₁ und A₂ relativ zu Y. In der Formel (II) können die A₁- und A₂-Valenzen unsubstituiertes Phenylen oder substituierte Derivate davon sein, wobei beispielhafte Substituenten (einer oder mehrere) Alkyl, Nitro, Alkoxy und dergleichen sind. Bei bestimmten Beispielen werden unsubstituierte Phenylenreste verwendet. A₁ und A₂ können beispielsweise jeweils ortho- oder meta-Phenylen sein, und das andere kann Paraphenylen sein oder beide können Paraphenylen sein.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen kann der verbrückende Rest Y eine Gruppe sein, wobei ein oder zwei Atome, vorzugsweise ein Atom, A₁ und A₂ trennen. Bei bestimmten Beispielen kann Y ein Kohlenwasserstoffrest, und insbesondere ein gesättigter Rest, wie Methylen, Cyclohexylmethylen, Ethylen, Isopropyliden, Neopentyliden, Cyclohexyliden oder Cyclopentadecyliden, insbesondere ein gem-Alkylen (Alkyliden)-Rest und insbesondere Isopropyliden, sein. Ebenfalls eingeschlossen sind allerdings Reste, die Atome enthalten, die von Kohlenstoff und Wasserstoff verschieden sind; beispielsweise Carbonyl, Oxy, Thio, Sulfoxy und Sulfon.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen kann die Epoxid-Komponente der Zusammensetzungen mindestens zwei Bisphenolpolyglycidylether umfassen, wobei ein Ether bromiert (m der Formel (II) ist 1 bis 4, insbesondere 2) und der andere Ether bromfrei (m ist 0) ist.

Die Anteile davon beziehen sich für die Epoxid-Komponente auf einen Bromgehalt von etwa 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Epoxid-Komponente. Beispielhafte Materialien sind von der Fa. Shell Chemical Co. im Handel erhältlich, und ähnliche Produkte werden aus Epichlorhydrin und Tetrabrombisphenol A hergestellt. Ohne dass gewünscht ist, an eine bestimmte wissenschaftliche Theorie gebunden zu sein, besteht ein Zweck der bromierten Verbindungen darin, Flammhemmeigenschaft bereitzustellen. Bei anderen Beispielen können die Halogen-Flammhemmer weggelassen werden, und stattdessen können Phosphor-Flammhemmer verwendet werden, wie diejenigen, die in der US-Patentanmeldung Nr. 10/952033, eingereicht am 28. September 2004 mit dem Titel "Flame Retardant Compositions", wobei die gesamte Offenbarung davon hier für sämtliche Zwecke durch Bezugnahme eingeschlossen ist, beschrieben sind.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen kann ein Polyepoxid, das halogenfrei ist, verwendet werden. Beispielsweise kann halogenfreies Polyepoxid verwendet werden, und ein Halogen, wie Brom, kann zugesetzt werden, um eine halogenierte Zusammensetzung bereitzustellen. Bei bestimmten Beispielen kann das Halogen durch eine oder mehrere halogenierte organische Verbindungen bereitgestellt werden, die in jedem organischen Lösungsmittel, das zur Herstellung der Zusammensetzung verwendet wird, vollständig löslich sein können oder nicht. Beispielhafte halogenierte Verbindungen umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, hoch-bromierte Arylverbindungen, z.B. Decabromdiphenyloxid, Tetradecabromdiphenoxybenzol, Decabromdiphenylethan, Ethylenbistetrabromphthalimid und Tris(tribromphenyl)triazin etc. Beispielhafte, im Handel erhältliche halogenierte Verbindungen umfassen beispielsweise Saytex BT-93, Saytex 8010, Saytex 102E, Saytex 120, etc. (erhältlich von der Fa. Albemarle Corporation, Baton Rouge, LA). Zusätzliche geeignete halogenierte Verbindungen werden vom Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, unschwer ausgewählt.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen kann die Epoxid-Verbindung der ersten Komponente eine Verbindung der Formel (III), wie nachstehend gezeigt, einschließen.

Bei bestimmten Beispielen der Formel (III) sind R₃, R₄, R₅ und R₆ jeweils unabhängig ausgewählt aus einem Halogenatom, Wasserstoffatom, Methyl, Ethyl, Ethylen, Propyl und Propylen, wobei n einen Mittelwert zwischen 0 und 4 aufweist und m zwischen 1 und 4 liegt.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente der hier offenbarten Zusammensetzungen auch ein oder mehrere Kompatibilisierungsmittel, die in einer zur Kompatibilisierung der Polyphenylenether- und Epoxid-Komponente wirksamen Menge vorhanden sind. Ohne dass es gewünscht ist, an eine bestimmte wissenschaftliche Theorie gebunden zu sein, können die Kompatibilisierungsmittel zur Verbesserung der Löslichkeit oder Mischfähigkeit der Verbindungen oder Chemikalien, die typischerweise nicht miteinander löslich sind, verwendet werden. Bei bestimmten Beispielen ist das Kompatibilisierungsmittel ein Intermediat, das typischerweise mit beiden Reagentien löslich ist und das dazu beiträgt, die gesamte Lösung homogen zu halten. Die exakte Natur des Kompatibilisierungsmittels kann je nach gewähltem Polyphenylenether und Polyepoxid variieren. Bei bestimmten Beispielen ist das Kompatibilisierungsmittel ein nichtmetallisches Mittel, z.B. ein oberflächenaktives Mittel, ein Dispersionsmittel etc. Bei einigen Beispielen ist das Kompatibilisierungsmittel ein Poly(styrolmaleinsäureanhydrid), wie SMA-EF-40, SMA-EF-60, etc. (Sartomer Company, Inc., Exton, PA). Bei wieder anderen Beispielen ist das Kompatibilisierungsmittel ein Polyol.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen kann das Kompatibilisierungsmittel ein Übergangsmetallsalz sein, wie ein Zink- oder ein Zinnsalz, z.B. die Zinnsalze, die in der US-Patentschrift Nr. 5,262,491 offenbart sind, deren gesamte Offenbarung hier durch Bezugnahme für alle Zwecke eingeschlossen ist. Beispielsweise können Übergangsmetallsalze, wie Zinnsalze, in den hier offenbarten Zusammensetzungen eine Phasenkompatibilisierung zeigen, wie durch das Verhalten bewiesen, das durch eine einzige Glasübergangstemperatur gekennzeichnet ist. Zusätzlich werden bei Verwendung mit den entsprechenden Härtungsmitteln und Härtungsbeschleunigern verbesserte Härtungsmerkmale der Zusammensetzungen realisiert. Die wirksame Menge des Übergangsmetallsalzes kann von etwa 0,05 bis etwa 6,0 %, z.B. 1 bis 5 Gew.-% der Polyphenylenether- und der Epoxidkomponenten reichen. Bei bestimmten Beispielen werden etwa 4,8 % Kompatibilisierungsmittel bezüglich des Gewichts der Polyphenylenether- und Epoxidkomponenten verwendet. Beispielhafte Zinnmetallsalze umfassen beispielsweise Zinn(II)-octoat, Dialkylzinndicarboxylate, wie Dibutylzinndicarboxylate (z.B. Dibutylzinndioctoat), Zinnmercaptide (z.B. Dibutylzinndilaurylmercaptid), Zinn(II)-acetat, Zinn(IV)-oxid, Zinn(II)-citrat, Zinn(II)-oxylat, Zinn(II)-chlorid, Zinn(IV)-chlorid, Tetraphenylzinn, Tetrabutylzinn, Tri-n-Butylzinnacetat, Di-n-butylzinndilaurat, Dimethylzinndichlorid und dergleichen und auch Gemische davon. Beispielhafte Zinkmetallsalze umfassen beispielsweise Zinkoctoat, Dialkylzinkdicarboxylate, wie Dibutylzinkdicarboxylate (z.B. Dibutylzinkdioctoat), Zinkmercaptide, Zinkacetat, Zinkoxid, Zinkcitrat, Zinkoxylat, Zinkchlorid und dergleichen und auch Gemische davon. Zumindest bei bestimmten Beispielen wird durch die Verwendung eines Kompatibilisierungsmittels, z.B. eines Zinnmetallsalzes, die Notwendigkeit zum Einschluss von epoxydierten Novolaken und teilweise gehärteten Epoxyharzen, wie in der US-Patentschrift Nr. 5,043,367 vorgeschlagen, deren gesamte Offenbarung hier durch Bezugnahme für alle Zwecke eingeschlossen ist, überflüssig.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können die hier offenbarten Zusammensetzungen auch ein oder mehrere Härtungsmittel und/oder Katalysatoren, z.B. Imidazole und Arylenpolyamine, umfassen. Bei bestimmten Beispielen können ein oder mehrere Imidazole, wie beispielsweise Imidazol, 1-Methylimidazol, 1,2-Dimethylimidazol, 2-Methylimidazol, 2-Heptadecylimidazol, 2-Ethyl-4-methylimidazol, 2-Undecylimidazol und 1-(2- Cyanoethyl)-2-phenylimidazol als Härtungsmittel verwendet werden. Bei anderen Beispielen werden ein oder mehrere Arylenpolyamine, wie beispielsweise Diethyltoluoldiamin, Tris(dimethylaminomethyl)phenol und 3-Phenyl-1,1-Dimethylharnstoff, als Härtungsmittel verwendet. Bei anderen Beispielen können Imidazol-Arylenpolyamin-Gemische verwendet werden. Beispielsweise können Gemische, die Arylenpolyamine mit einem hohen Alkylsubstitutiongrad am aromatischen Ring, typischerweise mindestens 3 solche Substituenten, enthalten, verwendet werden. Bei einigen Beispielen werden Diethylmethyl-substituierte meta- und para-Phenylendiamine als Polyamine verwendet.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können Silankupplungsmittel als Katalysatoren und/oder Härtungsmittel verwendet werden. Beispielsweise können Silane, wie 3-(2-Aminoethyl)-aminopropyltrimethoxysilan, gamma-Aminopropyltriethoxysilan und Glycidoxypropyltrimethoxysilan verwendet werden. Bei bestimmten Beispielen werden Silane, die eine oder mehrere Aminreste enthalten, verwendet. Die Silane können als Co-Katalysatoren oder als primäre Katalysatoren verwendet werden.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen kann die Menge an Härtungsmittel in Abhängigkeit von dem genauen Polyphenylenether und Epoxid, die verwendet werden, variieren. Bei bestimmten Beispielen ist das Härtungsmittel in einer katalytisch wirksamen Menge vorhanden, um das Härten, insbesondere ein schnelles Härten nach Lösungsmittelentfernung zu erreichen. Insbesondere beträgt die Menge an Härtungsmittel mindestens 4,5 und vorzugsweise mindestens 10 Milliäquivalente von basischem Stickstoff pro 100 Teile härtbarer Gesamtzusammensetzung, einschließlich jedes basischen Stickstoffs, der in dem Polyphenylenether vorhanden ist (meistens als Aminoalkyl-substituierte Endgruppen). In den Beispielen, wobei ein Polyphenylenether, der im Wesentlichen frei von basischem Stickstoff ist, eingesetzt wird, sollte der Anteil an Härtungsmittel erhöht werden (für den Zweck dieser Offenbarung ist das Äquivalentgewicht eines Imidazols sein Molekulargewicht, und dasjenige eines Diamins ist die Hälfte seines Molekulargewichts).

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können auch Co-Katalysatoren und Aktivatoren zum Erreichen zweckmäßiger Härtungsgeschwindigkeiten der erfinderischen härtbaren Zusammensetzung verwendet werden. Salze von Diketonen, wobei ein Kohlenstoffatom die Carbonylgruppen trennt, insbesondere Acetylacetonate, und Salze von Fettsäuren, insbesondere Stearate und Octoate, sind Beispiele für geeignete Formen von Zink, Magnesium oder Aluminium. Spezielle Beispiele umfassen Zinkacetylacetonat, Zinkstearat, Magnesiumstearat, Aluminiumacetylacetonat, Zinkoctoat, Zinkneodecanoat und Zinknaphthenat. Zusätzliche sekundäre Katalysatoren umfassen beispielsweise Maleinsäureanhydrid und BF₃-Ethylamin-Komplex.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können Acetylacetonate, wie Zinkacetylacetonat, Hydrate bilden, die leicht Acetylaceton freisetzen und in den organischen Systemen, die für Prepreg-, Laminat-, Formteil- und/oder gedruckte Leiterplatten-Herstellung verwendet werden, unlöslich werden. Zur Vermeidung der Unlöslichkeit kann es notwendig sein, Schritte vorzunehmen, um das Zink oder Aluminium in stabiler Dispersion zu halten. Ein beispielhaftes Verfahren zur Aufrechterhaltung der Löslichkeit besteht darin, die Zusammensetzung einem kontinuierlichen Rühren zu unterziehen. Ein zusätzliches beispielhaftes Verfahren besteht in der Bildung eines Alkoholats des Acetylacetonats, wie durch Umsetzung mit Methanol. Das Alkoholat setzt unter ähnlichen Bedingungen Alkohol statt Acetylacetonat frei, das in Lösung oder in homogener Suspension verbleibt. Ein weiteres beispielhaftes Verfahren zur Maximierung der Homogenität besteht im Einsatz eines Fettsäuresalzes. Wieder ein anderes beispielhaftes Verfahren besteht im Einsatz einer Titanverbindung als Kompatibilisierungsmittel, wie hier im Folgenden offenbart.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können Co-Katalysatoren in einer co-katalytisch wirksamen Menge verwendet werden, und sie dienen im Allgemeinen auch der Verbesserung der Lösungsmittelbeständigkeit und Flammhemmeigenschaft. Beispielsweise können etwa 0,1 bis etwa 1,5 % Zink, Magnesium oder Aluminium, bezogen auf die gesamte härtbare Zusammensetzung, vorhanden sein.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können in der ersten Komponente der hier offenbarten Zusammensetzungen auch zusätzliche Materialien vorhanden sein. Beispielsweise kann der Bromgehalt der härtbaren Zusammensetzung teilweise von Materialien bereit gestellt werden, wie Alkyltetrabromphthalate und/oder Epichlorhydrin-Reaktionsprodukte mit Gemischen von Bisphenol A und Tetrabrom-Bisphenol A. Die Alkyltetrabromphthalate dienen auch als Weichmacher und Fließverbesserer. Unter bestimmten Bedingungen können Textilstoff-Netzfähigkeitsverbesserer (z.B. Netz- und Kupplungsmittel) und polare Flüssigkeiten, wie n-Butylalkohol, Methylethylketon, Polysiloxane und Tetrahydrofuran, zweckmäßig sein. Solche Materialien, wie Antioxidantien, Wärme- und UV-Stabilisatoren, Gleitmittel, antistatische Mittel, Farbstoffe und Pigmente, können ebenfalls vorhanden sein.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen umfasst die zweite Komponente der hier offenbarten Zusammensetzungen einen oder mehrere Füllstoffe in einer zur Breitstellung geringer Wärmeausdehnungskoeffizienten wirksamen Menge. Die genaue Natur des Füllstoffs kann je nach gewähltem Polyphenylenether und den gewählten Polyepoxid-Verbindungen variieren, und in den bestimmten Beispielen ist der Füllstoff ausgewählt aus einem oder mehreren von Talk, Siliciumdioxid (z.B. Quarzglas, wie Fuselex E2, kristallines Siliciumdioxid, wie Minusil 5), Hydrogelen, Organogelen, Aerogelen, Lyogelen, Ton, Glimmer, Aluminiumoxid, Spodumen, Calciumcarbonat, Gemischen davon und weiteren geeigneten Füllstoffen, die den Wärmeausdehnungskoeffizienten herabsetzen können und die vom Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, ausgewählt werden. Bei bestimmten Beispielen kann die mittlere Teilchengröße der Füllstoffe von etwa 1 Mikron bis etwa 10 Mikron variieren. Bei bestimmten Beispielen können die Füllstoffe spezifische Gewichte im Bereich von etwa 1,2 bis etwa 3,5 aufweisen. Bei bestimmten Beispielen kann der Füllstoff vor der Verwendung gemahlen, pulverisiert, filtriert oder gesintert werden. Bei anderen Beispielen können dem Füllstoff vor Zugabe der ersten Komponente ein oder mehrere Farbstoffe, Farbmittel, Verdicker, Stabilisatoren, Additive etc. zugesetzt werden. In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen kann der Füllstoff unter Verwendung von Standardtechniken, wie beispielsweise Rühren, Mischen, Mixen, Schütteln, Verwirbeln, Aufrühren und dergleichen, mit der ersten Komponente gemischt werden. Es obliegt der Fähigkeit des Durchschnittsfachmanns, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, geeignete Füllstoffe und geeignete Verfahren zum Mischen der Füllstoffe mit der ersten Komponente der hier offenbarten Zusammensetzungen auszuwählen.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen kann der Füllstoff in einer Menge vorhanden sein, die zur Herabsetzung des Vor- oder Nach-Übergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten um mindestens etwa 5, insbesondere um mindestens etwa 10, 15, 20, 25 oder um mindestens etwa 30 % oder mehr, im Vergleich zu dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Zusammensetzungen ohne Füllstoffe, wirksam ist. Bei bestimmten Beispielen können etwa 5 bis etwa 60 Teile Füllstoff auf 100 Teile der ersten Komponente in der Zusammensetzung verwendet werden, insbesondere können in der Zusammensetzung etwa 10 bis etwa 50 Teile Füllstoff oder etwa 10 bis etwa 30 Teile Füllstoff auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet werden, z.B. können in der Zusammensetzung etwa 15 bis etwa 30 Teile Füllstoff auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet werden. Der Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, ist in der Lage, geeignete Mengen von Füllstoffen zur Verwendung in den hier bereitgestellten Zusammensetzungen auszuwählen.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können die hier offenbarten Zusammensetzungen in einer wirksamen Menge eines inerten organischen Lösungsmittels, typischerweise bis zu einem Gehalt an gelöstem Stoff von etwa 30 bis etwa 60 Gew.-%, gelöst oder suspendiert werden. Die Identität des Lösungsmittels ist unkritisch, mit der Maßgabe, dass es der Entfernung durch geeignete Mittel, wie Eindampfen, zugänglich ist. Beispielsweise können aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol und Toluol, verwendet werden. Die Größenordnung des Mischens und Auflösens ist ebenfalls unkritisch; um allerdings ein vorzeitiges Aushärten zu vermeiden, sollten Katalysator- und Härterkomponente in der Regel nicht zu Beginn bei einer Temperatur oberhalb von 60 °C mit dem Polyphenylenether und den Polyepoxiden zusammengebracht werden. Wenn es nicht anderweitig aus dem Zusammenhang hervorgeht, umfassen die Anteile der Komponenten und von Brom hier kein Lösungsmittel.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen sind die breiten Bereiche der Anteile und die bevorzugten Anteile von Brom und den verschiedenen Komponenten in den hier offenbarten Zusammensetzungen, bezogen auf die härtbare Gesamtzusammensetzung (ausschließlich Lösungsmittel), die folgenden:

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können in den hier offenbarten Zusammensetzungen ein oder mehrere Flammhemmsynergisten verwendet werden. Wenn beispielsweise Antimonpentoxid als Flammhemmsynergist eingesetzt wird, sollte er in stabiler Dispersion gehalten werden. Dies kann durch Rühren und/oder durch Kombination mit einem geeigneten Dispersionsmittel, wovon viele aus der Technik bekannt sind und beispielhafte Dispersionsmittel vom Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, unschwer ausgewählt werden, erfolgen. Bei bestimmten Beispielen kann der Anteil des Flammhemmsynergisten im Allgemeinen bis zu etwa 4 Teile auf 100 Teile der Polyphenylenether- und Epoxid-Komponenten betragen.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können die hier offenbarten Zusammensetzungen ein oder mehrere Dispersionsmittel einschließen. Bei bestimmten Beispielen ist das Dispersionsmittel ein Polymer, das mit den harzartigen Bestandteilen der Zusammensetzung kompatibel, allerdings im Wesentlichen unter den eingesetzten Bedingungen nicht reaktiv ist. Bei einigen Beispielen ist das Dispersionsmittel ein Polyester. Wenn Fettsäuresalze vorhanden sind, können wirksamere Dispersionsmittel, wie Amine, erforderlich sein, da solche Salze sonst mit den Flammhemmsynergisten unlösliche Komplexe bilden.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen ist ein Material, dessen Gegenwart in einer kleinen Menge die Lösungsmittelbeständigkeit und Kompatibilität der härtbaren Zusammensetzung verbessern kann und das darum bevorzugt ist, ein aliphatisches Tris(dialkylphosphato)titanat. Geeignete Phosphatotitanate sind aus der Technik bekannt und im Handel erhältlich. Phosphatotitanate können allgemein durch die Formel IV (nachstehend gezeigt) dargestellt werden.

Bei bestimmten Beispielen der Formel (IV) ist R₂₀ ein primärer oder sekundärer C_2-6-Alkyl- oder C_2-6-Alkenylrest und insbesondere ein Alkenylrest, R₂₁ ist ein C_1-3-Alkylenrest, R₂₂ ist ein primärer oder sekundärer C_1-5-Alkylrest, und x ist eine Zahl von 0 bis etwa 3 und insbesondere 0 oder 1, und R₂₃ ist ein C_1-8-Alkylrest. Insbesondere ist R₂₀ ein Alkylrest, R₂₁ ist eine Methylengruppe, R₂₂ ist eine Ethylgruppe, R₂₃ ist eine Octylgruppe und x ist 0. Das Phosphatotitanat kann typischerweise in der Menge von etwa 0,1 bis 1,0 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile der Zusammensetzung vorhanden sein.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen wird eine dielektrische Zusammensetzung bereitgestellt, die eine erste Komponente und etwa 5 bis etwa 60 Teile einer zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente umfasst, mit der Maßgabe eines Vor-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten von nicht mehr als etwa 40 bis 60 ppm/°C. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente eine oder mehrere Polyphenylenether-Verbindungen und eine oder mehrere Polyepoxid-Verbindungen, wie beispielsweise diejenigen, die hier offenbart sind. Insbesondere kann die erste Komponente einen oder mehrere Polyphenylenether mit zwei oder mehreren Struktureinheiten der vorstehenden Formel (I) umfassen. Die erste Komponente kann auch ein Epoxid, wie beispielsweise die hier beschriebenen Polyepoxide, umfassen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente etwa 20 bis 55 Gew.-% Polyphenylenether und etwa 20 bis 60 Gew.-% Polyepoxid. Bei anderen Beispielen sind in der ersten Komponente der dielektrischen Zusammensetzung gegebenenfalls ein Kompatibilisierungsmittel, wie ein Übergangsmetallsalz, und/oder ein Katalysator eingeschlossen. Kompatibilisierungsmittel und Katalysator können eines der hier besprochenen und zusätzliche geeignete Kompatibilisierungsmittel und Katalysatoren, die vom Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, unschwer ausgewählt werden, sein. Bei bestimmten Beispielen werden etwa 15 bis etwa 30 Teile der zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet. Bei einigen Beispielen werden etwa 15 bis etwa 30 Teile Siliciumdioxid, z.B. Quarzglas, auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen wird eine dielektrische Zusammensetzung bereitgestellt, die eine erste Komponente und etwa 5 bis etwa 60 Teile einer zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente umfasst und einen Nach-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten von nicht größer als etwa 250 bis 270 ppm/°C bereitstellt. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente eine oder mehrere Polyphenylenether-Verbindungen und eine oder mehrere Polyepoxid-Verbindungen, wie diejenigen, die beispielsweise hier offenbart sind. Insbesondere kann die erste Komponente einen oder mehrere Polyphenylenether mit zwei oder mehreren Struktureinheiten der vorstehenden Formel (I) umfassen. Die erste Komponente kann auch ein Epoxid, wie beispielsweise die hier beschriebenen Epoxide, umfassen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente etwa 20 bis 55 Gew.-% Polyphenylenether und etwa 20 bis 60 Gew.-% Polyepoxid. Bei anderen Beispielen sind in der ersten Komponente der dielektrischen Zusammensetzung gegebenenfalls ein Kompatibilisierungsmittel, wie ein Übergangsmetallsalz, und/oder ein Katalysator eingeschlossen. Kompatibilisierungsmittel und Katalysator können jedes der hier besprochenen und zusätzliche geeignete Kompatibilisierungsmittel und Katalysatoren, die vom Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, unschwer ausgewählt werden, sein. Bei bestimmten Beispielen werden etwa 15 bis etwa 30 Teile der zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet. Bei einigen Beispielen werden etwa 15 bis etwa 30 Teile Siliciumdioxid, z.B. Quarzglas, auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet.

In Übereinstimmung mit noch einer weiteren Ausführungsform wird eine dielektrische Zusammensetzung bereitgestellt, die eine erste Komponente und etwa 5 bis etwa 60 Teile einer zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente umfasst, mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens etwa 140 °C. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente eine oder mehrere Polyphenylenether-Verbindungen und eine oder mehrere Polyepoxid-Verbindungen, wie beispielsweise diejenigen, die hier offenbart sind. Insbesondere kann die erste Komponente einen oder mehrere Polyphenylenether mit zwei oder mehreren Struktureinheiten der vorstehenden Formel (I) umfassen. Die erste Komponente kann auch ein Epoxid, wie beispielsweise die hier beschriebenen Polyepoxide, umfassen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente etwa 20 bis 55 Gew.-% Polyphenylenether und etwa 20 bis 60 Gew.-% Polyepoxid. Bei anderen Beispielen sind in der ersten Komponente der dielektrischen Zusammensetzung gegebenenfalls ein Kompatibilisierungsmittel, wie ein Übergangsmetallsalz, und/oder ein Katalysator eingeschlossen. Kompatibilisierungsmittel und Katalysator können eines der hier offenbarten und zusätzliche geeignete Kompatibilisierungsmittel und Katalysatoren, die vom Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, unschwer ausgewählt werden, sein. Bei bestimmten Beispielen werden etwa 15 bis etwa 30 Teile der zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet. Bei einigen Beispielen werden etwa 15 bis etwa 30 Teile Siliciumdioxid, z.B. Quarzglas, auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet.

In Übereinstimmung mit noch einer weiteren Ausführungsform wird eine dielektrische Zusammensetzung bereitgestellt, die eine erste Komponente und etwa 5 bis etwa 60 Teile einer zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente umfasst und die eine Abschälfestigkeit von mindestens etwa 4 pounds/inch Breite bereitstellt, wie durch IPC-TM-650 2.4.8C (mit dem Datum 12/94 und dem Titel "Peel Strength of Metallic Clad Laminates") und 2.4.8.2 getestet. Die Tests IPC-TM-650 2.4.8C und 2.4.8.2 sind hier für sämtliche Zwecke durch Bezugnahme eingeschlossen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente eine oder mehrere Folyphenylenether-Verbindungen und eine oder mehrere Polyepoxid-Verbindungen, wie beispielsweise diejenigen, die hier offenbart sind. Insbesondere kann die erste Komponente einen oder mehrere Polyphenylenether mit zwei oder mehreren Struktureinheiten der vorstehenden Formel (I) umfassen. Die erste Komponente kann auch ein Epoxid, wie beispielsweise die hier beschriebenen Polyepoxide, umfassen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente etwa 20 bis 55 Gew.-% Polyphenylenether und etwa 20 bis 60 Gew.-% Polyepoxid. Bei anderen Beispielen sind in der ersten Komponente der dielektrischen Zusammensetzung gegebenenfalls ein Kompatibilisierungsmittel, wie ein Übergangsmetallsalz, und/oder ein Katalysator eingeschlossen. Kompatibilisierungsmittel und Katalysator können eines der hier besprochenen und zusätzliche geeignete Kompatibilisierungsmittel und Katalysatoren, die vom Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, unschwer ausgewählt werden, sein. Bei bestimmten Beispielen werden etwa 15 bis etwa 30 Teile der zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet. Bei einigen Beispielen werden etwa 15 bis etwa 30 Teile Siliciumdioxid, z.B. Quarzglas, auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet.

In Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform wird eine dielektrische Zusammensetzung offenbart, die eine erste Komponente und etwa 5 bis etwa 60 Teile einer zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente umfasst, mit einer Dielektrizitätskonstante bei 1 MHz (50 % Harzgehalt) von etwa 4,0 bis 5,0 oder weniger, wie durch das Zweifluid-Zellenverfahren (IPC-TM-650 2.5.5.3C mit dem Datum 12/87 und dem Titel "Permittivity (Dielectric Constant) and Loss Tangent (Dissipation Factor) of Materials (Two Fluid Cell Method)") getestet. Der Test IPC-TM-650 2.5.5.3C ist hier für sämtliche Zwecke durch Bezugnahme eingeschlossen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente eine oder mehrere Polyphenylenether-Verbindungen und eine oder mehrere Polyepoxid-Verbindungen, wie beispielsweise diejenigen, die hier offenbart sind. Insbesondere kann die erste Komponente einen oder mehrere Polyphenylenether mit zwei oder mehreren Struktureinheiten der vorstehenden Formel (I) umfassen. Die erste Komponente kann auch ein Epoxid, wie beispielsweise die hier beschriebenen Polyepoxide, umfassen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente etwa 20 bis 55 Gew.-% Polyphenylenether und etwa 20 bis 60 Gew.-% Polyepoxid. Bei anderen Beispielen sind in der ersten Komponente der dielektrischen Zusammensetzung gegebenenfalls ein Kompatibilisierungsmittel, wie ein Übergangsmetallsalz, und/oder ein Katalysator eingeschlossen. Kompatibilisierungsmittel und Katalysator können eines der hier besprochenen und zusätzliche geeignete Kompatibilisierungsmittel und Katalysatoren, die leicht vom Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, unschwer ausgewählt werden, sein. Bei bestimmten Beispielen werden etwa 15 bis etwa 30 Teile der zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet. Bei einigen Beispielen werden etwa 15 bis etwa 30 Teile Silciumdioxid, z.B. Quarzglas, auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet.

In Übereinstimmung mit wieder einer anderen Ausführungsform wird eine dielektrische Zusammensetzung bereitgestellt, die eine erste Komponente und etwa 5 bis etwa 60 Teile einer zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente umfasst, mit einem dielektrischen Verlustfaktor bei 1 MHz (50 % Harzgehalt) von etwa 0,008 bis 0,02 oder weniger, wie durch das Zweifluid-Zellenverfahren (IPC-TM-650 2.5.5.3C mit dem Datum 12/87 und dem Titel "Permittivity (Dielectric Constant) and Loss Tangent (Dissipation Factor) of Materials (Two Fluid Cell Method)") getestet. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente eine oder mehrere Polyphenylenether-Verbindungen und eine oder mehrere Polyepoxid-Verbindungen, wie beispielsweise diejenigen, die hier offenbart sind. Insbesondere kann die erste Komponente einen oder mehrere Polyphenylenether mit zwei oder mehreren Struktureinheiten der vorstehenden Formel (I) umfassen. Die erste Komponente kann auch ein Epoxid, wie beispielsweise die hier beschriebenen Polyepoxide, umfassen. Bei bestimmten Beispielen umfasst die erste Komponente etwa 20 bis 55 Gew.-% Polyphenylenether und etwa 20 bis 60 Gew.-% Polyepoxid. Bei anderen Beispielen sind in der ersten Komponente der dielektrischen Zusammensetzung gegebenenfalls ein Kompatibilisierungsmittel, wie ein Übergangsmetallsalz, und/oder ein Katalysator eingeschlossen. Kompatibilisierungsmittel und Katalysator können jedes der hier besprochenen und zusätzliche geeignete Kompatibilisierungsmittel und Katalysatoren, die vom Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, unschwer ausgewählt werden, sein. Bei bestimmten Beispielen werden etwa 15 bis etwa 30 Teile der zweiten Komponente auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet. Bei einigen Beispielen werden etwa 15 bis etwa 30 Teile Siliciumdioxid, z.B. Quarzglas, auf 100 Teile der ersten Komponente verwendet.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können eine oder mehrere der hier offenbarten dielektrischen Zusammensetzungen in einem oder mehreren Prepregs verwendet werden. Ohne dass gewünscht wird, an eine bestimmte wissenschaftliche Theorie gebunden zu sein, umfasst ein Prepreg ein Substrat (z.B. Gewebe- oder Faservliessubstrat), wie Glas-, Quarz-, Polyester-, Polyamid-, Polypropylen-, Cellulose-, Nylon- oder Acrylfasern, ein unidirektionales Band mit geringer Dielektrizität oder ein Gewebe oder ein Wirrfaservlies mit einer auf dem Substrat abgeschiedenen Zusammensetzung. Geeignete Fasern mit geringer Dielektrizität umfassen hochfeste Fasern, wie Glasfasern, Keramikfasern und Aramidfasern, die im Handel erhältlich sind. Bei bestimmten Beispielen können Prepreg-Fasern eine einheitliche Faserorientierung aufweisen. Das Prepreg wird mit einer Zusammensetzung imprägniert, und solche Prepregs können durch Anwendung von Wärme und Druck gehärtet werden. Unter Bezugnahme auf 1 umfasst das Prepreg 100 ein im Allgemeinen planares Substrat 110, wobei eine oder mehrere der hier offenbarten Zusammensetzungen auf oder in dem Substrat 110 abgeschieden sind. Die Dicke des Substrats kann variieren, und bei bestimmten Beispielen ist das Substrat etwa 1 Mil bis etwa 10 Mil dick, insbesondere etwa 2 bis etwa 9 Mil dick, z.B. etwa 3 bis 8, 4 bis 7 oder 5 bis 6 Mil dick. Es obliegt der Fähigkeit des Durchschnittsfachmanns, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, in Verbindung mit den Aufbau-Kriterien des Herstellers geeignete Dicken für Prepreg-Substrate zu wählen.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen kann ein Prepreg durch Abscheiden von einer oder mehreren der dielektrischen, hier offenbarten Zusammensetzungen auf oder in einem Substrat gebildet werden. Bei bestimmten Beispielen kann ein Substrat teilweise bedeckt oder maskiert werden, so dass nur ein Teil des Substrats eine oder mehrere der hier beschriebenen Zusammensetzungen aufnimmt. Bei anderen Beispielen nehmen im Wesentlichen alle Bereiche des Substrats eine oder mehrere der hier offenbarten Zusammensetzungen auf. Ein Applikator, wie eine Bürste, eine Walze, eine Sprühdüse etc., kann eine oder mehrere der Zusammensetzungen auf das Substrat aufbringen. Bei einigen Beispielen können eine oder mehrere zusätzliche Applikationen der Zusammensetzung durchgeführt werden, derart, dass das Substrat im Wesentlichen mit der Zusammensetzung gesättigt ist. Bei bestimmten Beispielen nehmen ein oder mehrere Bereiche des Substrats eine im Wesentlichen größere Menge der Zusammensetzung auf als ein anderer Bereich. Solche differentiellen Abscheidungen der hier offenbarten Zusammensetzungen können Prepregs mit Bereichen mit verschiedenen physikalischen und/oder elektrischen Eigenschaften bereitstellen.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen wird das Prepreg nach der Abscheidung von einer oder mehreren der Zusammensetzungen auf einem Substrat typischerweise mit anderen Prepregs gestapelt, und der resultierende Aufbau wird – zur Entfernung von sämtlichem Lösungsmittel aus der abgeschiedenen Zusammensetzung gehärtet. Bei bestimmten Beispielen wird der Prepreg-Stapel durch Verbringen des Prepreg-Stapels in einen Ofen bei einer Temperatur oberhalb der Verdampfungstemperatur des Lösungsmittels gehärtet. Die Ofentemperatur bewirkt, dass das Lösungsmittel verdampft und der Prepreg-Stapel härtet. Der ausgehärtete Prepreg-Stapel kann zur Bildung zahlreicher Vorrichtungen, wie Laminate, Formteile, gedruckte Leiterplatten etc., eingesetzt werden. Der Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, ist in der Lage, die hier offenbarten Zusammensetzungen zur Bildung von Prepregs einzusetzen.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen kann das Prepreg zur Veränderung der physikalischen und/oder elektrischen Eigenschaften des Prepreg zusätzliche Materialien einschließen. Beispielsweise können dem Prepreg Materialien, wie Elastomere, Thermoplaste etc., zur Änderung der Eigenschaften, z.B. zur Erhöhung der Bruchfestigkeit, zugesetzt werden. Die Prepregs können auch Füllstoffe, Whiskers, Teilchen und dergleichen zur Änderung der Eigenschaften des Prepreg einschließen. Bei einigen Beispielen umfasst das Substrat des Prepreg auf einer oder auf beiden Seiten Gewebe, eine Lage von Verstärkungsfasern, Glas, Kohlefasern, Aromaten, Flüssigkristallen, Fasermatten, leitenden Ölen, Metallfolien, wie Kupferfolien etc. Es obliegt der Fähigkeit des Durchschnittsfachmanns, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, in die Prepregs zusätzliche Materialien einzuschließen, um dem Prepreg die gewünschten physikalischen und/oder elektrischen Eigenschaften zu verleihen.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen wird ein Laminat offenbart, das mindestens zwei Schichten umfasst, wobei eine Schicht ein erfindungsgemäßes Prepreg ist. Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff Laminat auf eine Vorrichtung, die mindestens zwei Schichten umfasst, wobei eine der Schichten ein Prepreg ist, insbesondere mindestens etwa 1 bis etwa 10 Schichten des Laminats ein Prepreg sind, z.B. etwa 1 bis etwa 2 Schichten des Laminats Prepregs sind. Das Laminat kann eine oder mehrere elektrisch leitende Schichten umfassen, z.B. Nichtmetall- oder Metallfolienschichten, die auf einer oder mehreren Seiten des Laminats abgeschieden sind. Beispielsweise umfasst unter Bezugnahme auf 2A das Laminat 200 das Prepreg 210 und die Metallfolie 220. Bei anderen Beispielen kann ein Laminat zwei oder mehrere Prepregs, wie Prepreg 230 und Prepreg 240, einschließen, was in 2B gezeigt ist. Laminate werden typischerweise durch Laminatpressen, Formpressen oder Laminatformen, wie in zahlreichen Veröffentlichungen und Patentschriften beschrieben, hergestellt. Beispielsweise können Laminate durch Übereinanderstapeln von 1 bis 20 Prepregelementen, Anordnen auf einer oder auf beiden Oberflächen des Prepreg-Stapels von einer Nichtmetall- oder Metallfolie, z.B. Kupferfolie, Aluminiumfolie, Zinnfolie, etc. und Durchführen eines Laminatformens mit der resultierenden Struktur hergestellt werden. Geeignete Nichtmetallfolien werden vom Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, unschwer gewählt, und beispielhafte Nichtmetallfolien umfassen diejenigen, die Kunststoffe, Keramikmaterialien, Elastomere, Ruß, Graphit und Diamant enthalten. Bezüglich des Typs von Metallfolie kann jede geeignete Metallfolie, die bei der Anwendung der elektrischen Isoliermaterialien und/oder der elektrischen leitenden Materialien verwendet werden kann, verwendet werden. Zusätzlich können als Bedingungen für das Formen beispielsweise diejenigen eingesetzt werden, die bei den Verfahren für Laminat- und Mehrschichtenfolien für elektrische Isoliermaterialien verwendet werden, und beispielsweise kann das Formen unter Verwendung einer Mehrstufenpresse, einer Mehrstufen-Vakuumpresse, einer kontinuierlichen Formteilpresse oder einer Autoklaven-Formteilpresse durch Erhitzen auf eine geeignete Temperatur, z.B. 100 bis 250 °C, bei einem Druck von 2 bis 100 kg/cm² für etwa 0,1 bis 5 h durchgeführt werden. Weiterhin kann das Prepreg mit einer Verdrahtungsplatte für die Innenschicht kombiniert und einem Laminatformen unterzogen werden, um eine mehrschichtige Folie herzustellen. Es obliegt der Fähigkeit des Durchschnittsfachmanns, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, Laminate unter Verwendung der hier beschriebenen Zusammensetzungen und Prepregs herzustellen.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen wird ein Formteil, das ein oder mehrere der hier offenbarten Prepregs enthält, bereitgestellt. Bei bestimmten Beispielen wird das Formteil unter Verwendung von einer oder mehreren der hier beschriebenen Zusammensetzungen und von geeigneten Fasern hergestellt, um einen faserverstärkten Kunststoff bereitzustellen. Bei anderen Beispielen wird das Formteil aus einem oder mehreren Prepregs hergestellt, und durch Wickeln von Schichten von Prepregs um eine Vorrichtung, wie einen Dorn, und Erhitzten und Pressen der Schichten zu einer gewünschten Form, wie zu einem Schlauch, geformt. Bei anderen Beispielen wird das Formteil zu einer gewünschten Form geformt, um Angeln, Golfschlägerschäfte, Flugzeugpaneele, Flugzeugflügel etc. bereitzustellen. Bei bestimmten Beispielen werden die Prepregs vor dem Härten in Form geschnitten, wohingegen die Prepregs bei anderen Beispielen gehärtet und sodann in eine gewünschte Form geschnitten werden. Es obliegt der Fähigkeit des Durchschnittsfachmanns, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, Formteile unter Verwendung der hier offenbarten Zusammensetzungen und Prepregs herzustellen. Unter Bezugnahme auf 3 ist ein rohrförmiges Formteil 300 gezeigt, das ein Prepreg, wie Prepreg 310 und Prepreg 320, umfasst. Das rohrförmige Formteil 300 ist hohl und umfasst den zentralen Hohlraum 330. Geeignete Formteile unter Verwendung der hier offenbarten Zusammensetzungen werden vom Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, unschwer entworfen.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen wird eine gedruckte Leiterplatte, die ein oder mehrere der dielektrischen, hier offenbarten Zusammensetzungen umfasst, bereitgestellt. Beispiele für gedruckte Leiterplatten umfassen ein dielektrisches Substrat mit einer elektrisch leitenden Schicht auf einer oder mehreren Oberflächen. Bei einigen Beispielen ist eine elektrisch leitende Schicht so ausgebildet, dass sie ein zuvor festgelegtes Muster aufweist. Bei den Beispielen unter Verwendung von mehreren elektrisch leitenden Schichten können die elektrisch leitenden Schichten miteinander elektrisch leitend verbunden sein. Die genaue Natur des dielektrischen Substrats kann variieren, und beispielhafte Materialien für dielektrische Substrate umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Glas, Gewebe und Vliese und andere geeignete Materialien, die eine oder mehrere der hier offenbarten Zusammensetzungen aufnehmen können.

In Übereinstimmung mit bestimmten Beispielen können eine oder mehrere der hier offenbarten dielektrischen Zusammensetzungen auf dem dielektrischen Substrat abgeschieden werden, und der resultierende Aufbau kann unter Bereitstellung einer gedruckten Leiterplatte gehärtet werden. Bei einigen Beispielen umfasst das dielektrische Substrat eine einzige Materialschicht, wohingegen das dielektrische Substrat bei anderen Beispielen eine mehrschichtige, beispielsweise aus einer Vielzahl von gestapelten Prepregs gebildete Struktur ist. Auch Nichtmetall- oder Metallfolien können auf einer oder beiden Oberflächen des dielektrischen Substrats abgeschieden werden. Bei bestimmten Beispielen kann Metallfolie auf einer oder mehreren Oberflächen abgeschieden und weggeätzt werden, um ein zuvor festgelegtes Verdrahtungsmuster auf dem dielektrischen Substrat bereitzustellen. Unter Bezugnahme auf 4 umfasst eine gedruckte Leiterplatte 400 das dielektrische Substrat 410 und die elektrisch leitenden Schichten 420 und 430, die durch Wegätzen einer auf der Oberfläche des dielektrischen Substrats 410 abgeschiedenen Metallfolie hergestellt wurden. Bei einigen Beispielen steht die angeätzte Metallfolie auf einer Seite des dielektrischen Substrats mit der angeätzten Metallfolie auf einer gegenüberliegenden Seite des dielektrischen Substrats über einen Kanal, eine Leitung, einen Weg oder ein Loch im dielektrischen Substrat in elektrischem Kontakt. Bei anderen Beispielen sind die elektrisch leitenden Schichten nicht miteinander in elektrischem Kontakt. Die geeigneten Verfahren zur Herstellung von gedruckten Leiterplatten, die die hier offenbarten Zusammensetzungen umfassen, werden vom Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, unschwer ausgewählt.

Nachstehend werden bestimmte Spezialbeispiele für die Zusammensetzungen und ihre Verwendung in Prepregs und Laminaten ausführlicher erläutert. Sämtliche Teile und Prozentangaben beziehen sich, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht.

Die folgenden Reagentien wurden zur Herstellung von Zusammensetzungen mit verschiedenen Füllstoffen, wie in den Spezialbeispielen nachstehend beschrieben, verwendet.
Die physikalischen Eigenschaften der in den speziellen Beispielen nachstehend verwendeten Füllstoffe sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
Spezialbeispiel 1
32 Teile DER-542 wurden in 70 Teilen Toluol gelöst. Die Lösung wurde bis auf 90 °C erhitzt. Anschließend wurden in dieser Lösung 1,3 Teile BPA aufgelöst. 32 Teile Noryl PPO (intrinsische Viskosität 0,40) wurden zugesetzt und gelöst. Anschließend wurde die Lösung zur Herstellung des Gleichgewichts des PPO 90 min bei 90 °C gerührt. Die Temperatur wurde auf 50 °C reduziert, und 15 Teile bromiertes Epon 828 und 15 Teile EPN-1138 wurden zugesetzt. Die Lösung wurde 30 min gerührt. Der Lösung wurde eine ausgewählte Menge von Talkpulver zugesetzt und für mindestens 2 h gerührt. Die Menge des Talkpulvers variierte von 0 bis 15 Teilen/100 Teile Feststoffzusammensetzung (wobei die Feststoffzusammensetzung alle nichtflüchtigen Komponenten mit Ausnahme des Talks umfasste). Schließlich wurden 5 Teile ThermChek 705, 1 Teil Ethacure 100 und 0,5 Teile Katalysator (2-Methylimidazol) zugesetzt.
Anschließend wurde das Gemisch auf ein Glasgewebe, Typ 7628 und 2116, aufgebracht und 3 min bei 160 °C in einem Ofen behandelt, um ein Prepreg zu bilden. Das Prepreg wurde 4–5 h bei 390 °C zu einem vierlagigen 2116-Laminat oder zu einem 18-lagigen 7628-Laminat mit einer Kupferfolienumhüllung von 1/2 oz. auf beiden Seiten gepresst. Die Laminateigenschaften wurden gemessen, wie in der nachstehenden Tabelle gezeigt. Die Glasübergangstemperatur wurde unter Anwendung der dynamisch-mechanischen Analyse (DMA), wie in IPC-TM-650 2.4.24.4 (datiert vom November 1998) beschrieben, deren vollständige Offenbarung hier unter Bezugnahme für alle Zwecke eingeschlossen ist, gemessen. Die Abschälfestigkeit wurde nach IPM-TM-650 2.4.8C und 2.4.8.2 getestet. Dielektrizitätskonstante und Verlustfaktoren wurden unter Anwendung des Zweifluid-Zellenverfahrens, wie in IPC-TM-650 2.5.5.3C ausgeführt, gemessen.
Die Wärmeausdehnung ist stark von der Probendicke und der Menge der Zusammensetzung in dem Laminat abhängig, sämtliche Messungen wurden zum zweckmäßigen Vergleich auf eine einheitliche Dicke von 115 Mil normiert. Zur Normierung der gemessenen Werte wurde ein zu einem Würfel ausgehärtetes 170 °C-Harz (FR4-Material, einschließlich Glasgewebe-verstärktes Epoxyharz mit Flammhemmern) als Referenzmaterial gewählt.
Laminatproben mit dem gleichen Aufbau (z.B. 7628 × 18 für den Wärmeausdehnungstest, 2116 × 4 für den DK/DF-Test) und mit unterschiedlichen Dicken wurden unter Verwendung des Standardmaterials hergestellt. Die Wärmeausdehnung oder DK/DF wurde unter Anwendung dieser Standardproben getestet, und die gemessenen Eigenschaften wurden gegen die Probendicke aufgetragen (d.h. die gemessene Eigenschaft der Standardprobe gegen die Dicke der Standardprobe). Die mit der Standardprobe erhaltene Kurve wurde zur Normierung der Dicke der hier besprochenen dielektrischen Zusammensetzungen mit geringer Ausdehnung unter der Annahme verwendet, dass die hier besprochenen dielektrischen Zusammensetzungen mit geringer Ausdehnung den gleichen Trend wie die Standardkurve aufwiesen. Unter Anwendung der Standardkurve wurden die mit einer Probe einer bestimmten Dicke getesteten Wärmeausdehnungs- oder DK/DF-Ergebnisse durch Interpolation auf eine Dicke von 115 Mil oder 18 Mil normiert.
Unter Verwendung von Talkfüllstoff in den hier offenbarten Zusammensetzungen wurde die Z-Gesamtausdehnung in Prozent um etwa 12 % herabgesetzt, wenn 15 phr Talk, im Vergleich zu 0 phr Talk, verwendet wurden. Zusätzlich wurden der Vor-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizient von 53 ppm/°C auf 46 ppm/°C (13 % Reduktion) und der Nach-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizient von 280 ppm/°C auf 240 ppm/°C (etwa 14 % Reduktion) reduziert.
Spezialbeispiel 2
Eine Zusammensetzung wurde nach dem in Spezialbeispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt, mit der Ausnahme, dass anstelle des Talks Quarzglas Fuselex E2 als Füllstoff verwendet wurde. Die vierlagigen 2116- und die 18-lagigen 2628-Laminate wurden unter Anwendung des gleichen Verfahrens, wie in Spezialbeispiel 1 beschrieben, hergestellt. Die Menge an Fuselex E2 variierte von 0 bis 45 Teilen/100 Teile feste Zusammensetzung.
Unter Verwendung des Füllstoffs Fuselex E2 in den hier offenbarten Zusammensetzungen wurde der Prozentgehalt der gesamten Z-Ausdehnung um etwa 30 % reduziert, wenn 45 phr Fuselex, verglichen mit keinem Füllstoff, verwendet wurden. Zusätzlich wurde der Vor-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizient von 53 ppm/°C auf 31 ppm/°C reduziert (Reduktion etwa 42 %), und der Nach-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizient wurde von 280 ppm/°C auf 195 ppm/°C (Reduktion etwa 30 %) reduziert.
Spezialbeispiele 3–6
Es wurden Zusammensetzungen nach Spezialbeispiel 1, allerdings unter Verwendung von verschiedenen Füllstoffen, hergestellt. Spezialbeispiel 3 verwendete 20 Teile Spodumen/100 Teile Zusammensetzung, Spezialbeispiel 4 verwendete 30 Teile Ton/100 Teile feste Zusammensetzung, Spezialbeispiel 5 verwendete 30 Teile kristallines Siliciumdioxid/100 Teile feste Zusammensetzung, und Spezialbeispiel 6 verwendete 30 Teile Hydrogel/100 Teile feste Zusammensetzung.
Unter Verwendung von 30 phr Ton wurde die Z-Gesamtausdehnung um etwa 10 % (von 3,10 % auf 2,80 %) reduziert, und unter Verwendung von kristallinem Siliciumdioxid wurde die Z-Gesamtausdehnung um etwa 12 % (von 3,10 % auf 2,75 %) reduziert. Eine Reduktion des Vor-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten wurde mit sämtlichen Füllstoffen festgestellt (etwa 13 % Reduktion mit 20 phr Spodumen, etwa 23 % Reduktion mit 30 phr Talk, etwa 26 % Reduktion mit 30 phr kristallinem Silciumdioxid und etwa 25 % Reduktion mit Hydrogel). Auch eine Reduktion des Nach-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten wurde mit sämtlichen Füllstoffen festgestellt (etwa 14 % Reduktion mit 20 phr Spodumen, etwa 20 % Reduktion mit 30 phr Talk, etwa 13 % Reduktion mit 30 phr kristallinem Siliciumdioxid und etwa 14 % Reduktion mit Hydrogel). Diese Beispiele zeigen, dass sowohl Talk als auch Quarzglas eine gute Ausgewogenheit der Gesamtleistung ergeben. Insbesondere wurde festgestellt, dass Quarzglas (Fuselex E2) die beste Ausgewogenheit insgesamt in Dielektrizitätskonstante, Wärmeausdehnung und Kupferfolien-Abschälfestigkeit bereitstellte.
Vergleich der Füllstoffe
Die Werte für den Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) und für die Gesamtausdehnung wurden für die 7628 × 8-Laminate auf eine Dicke von 115 Mil normiert (wie vorstehend besprochen), während für die 2116 × 4-Laminate die Werte für Dielektrizitätskonstante (DK) und Verlustfaktor (DF) auf 18 Mil normiert wurden. Die Daten und die normierten Werte sind in 5 gezeigt. Die Dicke wurde in Mil gemessen, und die CTEs sind in ppm/°C angegeben. Für die Abziehtests und die DK/DF-Tests wurden die 2116 × 4-Laminate verwendet. Zum Messen der CTEs wurden die 2628 × 18-Laminate verwendet.
Die 6–15 sind Graphen der gemessenen in 5 aufgelisteten Ergebnisse. Unter Bezugnahme auf 6 stellte Quarzglas (Fuselex E2) die besten Ergebnisse bei Ausgewogenheit zwischen Dielektrizitätskonstante und Gesamtausdehnung bereit.
Unter Bezugnahme auf 7 stellte Quarzglas (Fuselex E2) die besten Ergebnisse bei Ausgewogenheit zwischen Verlustfaktor und Gesamtausdehnung bereit.
Wiederum unter Bezugnahme auf 8 stellte Quarzglas (Fuselex E2) die besten Ergebnisse bei Ausgewogenheit zwischen Abschälfestigkeit unter Verwendung von Kupfer-Standardfolie (matte Seite der Folie behandelt) und Gesamtausdehnung bereit.
Unter Bezugnahme auf 9 stellte Quarzglas (Fuselex E2) die besten Ergebnisse bei ausgewogener Abschälfestigkeit unter Verwendung von DSTF (Walzenseite der Folie behandelt) bereit.
Unter Bezugnahme auf 10 wurde mit Quarzglas (Fuselex E2) für jedes gegebene Füllstoff-Beladungsniveau (siehe die Niveaus von 15, 30 und 45 phr) die geringste DK erhalten.
Unter Bezugnahme von 11, bei 15–45 phr, wobei das Beladungsniveau eine geringe Wärmeausdehnung bereitstellte, lieferte Quarzglas (Fuselex E2) den geringsten DF.
Unter Bezugnahme auf 12 stellten sämtliche Füllstoffe eine ähnliche Wirkung auf die Vor-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten bereit, wobei eine höhere Beladung geringere Wärmeausdehnungskoeffizienten bereitstellte.
Unter Bezugnahme auf 13 stellten alle Füllstoffe auf die Z-Gesamtausdehnung eine ähnliche Auswirkung bereit, wobei eine höhere Beladung die Z-Gesamtausdehnung verminderte.
Unter Bezugnahme auf 14 ergab Quarzglas (Fuselex E2) bei 30 phr und 45 phr Füllstoff die höchste Abschälfestigkeit für Kupfer-Standardfolie.
Unter Bezugnahme auf 15 ergab Quarzglas (Fuselex E2) bei 30 phr und 45 phr Füllstoff die höchste Abschälfestigkeit für DSTF-Folie.
Beim Einbringen von Elementen der hier offenbarten Beispiele sollen die Artikel "ein", "eine", "der" und "dies" bedeuten, dass nicht mehr als eines der Elemente vorhanden ist. Die Begriffe "umfassend", "einschließend" und "mit" sollen offen sein und bedeuten, dass zusätzliche Elemente vorhanden sein können, die anders sind als die aufgeführten Elemente. Der Durchschnittsfachmann, der den Vorteil dieser Offenbarung kennt, wird erkennen, dass verschiedene Komponenten der Beispiele durch verschiedene Komponenten in anderen Beispielen ausgetauscht oder ersetzt werden können. Sollte die Bedeutung der Begriffe von einer der hier durch Bezugnahme eingeschlossenen Patentschriften, Patentanmeldungen oder Veröffentlichungen mit der Bedeutung der in dieser Offenbarung verwendeten Begriffe kollidieren, so soll die Bedeutung der Begriffe in dieser Offenbarung kontrollierend sein.

Claims

Dielektrische Zusammensetzung, umfassend: eine erste Komponente, umfassend: einen Polyphenylenether, ein Polyepoxid, das etwa 10 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% Brom, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polyepoxids, als Aryl-Substituenten umfasst; und eine zweite Komponente, die etwa 5 bis etwa 60 Teile eines Füllstoffs auf 100 Teile der ersten Komponente umfasst.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die erste Komponente außerdem ein Kompatibilisierungsmittel und einen Katalysator umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Füllstoff aus Talk, Ton, Glimmer, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat und Gemischen davon ausgewählt ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Polyphenylenether eine Verbindung mit zwei oder mehreren Struktureinheiten der Formel
ist, wobei R₁ und R₂ jeweils unabhängig aus einem Wasserstoffatom, einem primären oder sekundären Niederalkylrest, einem primären oder sekundären Niederalkenylrest, einem primären oder sekundären Niederalkinylrest, einem Phenyl-, Aminoalkyl-, Diaminoalkyl-, Acyl-, Hydrocarbonoxy-, und einem Halogenhydrocarbonoxyrest ausgewählt sind.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Komponente etwa 20 bis etwa 55 Gew.-% Polyphenylenether, bezogen auf das Gewicht der ersten Komponente, und etwa 20 bis etwa 60 Gew.-% Polyepoxid, bezogen auf das Gewicht der ersten Komponente, umfasst.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Polyepoxid einen Bisphenolpolyglycidylether mit einem Durchschnitt von einem aliphatischen Hydroxyrest pro Molekül umfasst.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Polyepoxid eine Verbindung mit der Formel
ist, wobei Q₁, Q₂, Q₃ und Q₄ jeweils unabhängig aus einem Wasserstoffatom, einem primären oder sekundären Niederalkylrest, einem Arylrest ausgewählt sind, wobei A₁ und A₂ unabhängig ausgewählt sind aus einem monocyclischen zweiwertigen aromatischen Rest, einem Phenyl-, Phenoxy-, unsubstituiertem Phenylen-, substituiertem Phenylenrest, wobei Y ein verbrückender Rest, Methyl, Ethyl oder Propyl, ist, wobei m 0 bis 4 ist, und wobei n einen Mittelwert zwischen 0 und 4 aufweist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Polyepoxid eine Verbindung der Formel
ist, wobei R₃, R₄, R₅ und R₆ jeweils unabhängig aus einem Halogenatom, einem Wasserstoffatom, Methyl, Ethyl, Ethylen, Propyl und Propylen ausgewählt sind, wobei n einen Mittelwert zwischen 0 und 4 aufweist und wobei m zwischen 1 und 4 liegt.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das Kompatibilisierungsmittel ein Übergangsmetallsalz umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, wobei das Übergangsmetallsalz ein Zinksalz ist, ausgewählt aus Zinkoctoat, Dialkylzinkdicarboxylaten, Zinkmercaptiden, Zinkacetat, Zinkoxid, Zinkcitrat, Zinkoxylat, Zinkacetylacetonat, Zinkstearat, Zinknaphthenat und Gemischen davon.
Zusammensetzung nach Anspruch 9, wobei das Übergangsmetallsalz ein Zinnsalz ist, das ausgewählt ist aus Zinn(II)-octoat, Dialkylzinndicarboxylaten, Zinnmercaptiden, Zinn(II)-acetat, Zinn(IV)-oxid, Zinn(II)-citrat, Zinn(II)-oxylat, Zinn(II)-chlorid, Zinn(IV)-chlorid, Tetraphenylzinn, Tetrabutylzinn, Tri-n-butylzinnacetat, Di-n-butylzinndilaurat, Dimethylzinndichlorid und Gemischen davon.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei der Katalysator ausgewählt ist aus Imidazol, 1-Methylimidazol, 1,2-Dimethylimidazol, 2-Methylimidazol, 2-Heptadecylimidazol, 2-Ethyl-4-methylimidazol, 2-Undecylimidazol, 1-(2-Cyanoethyl)-2-phenylimidazol, Diethyltoluoldiamin, Tris(dimethylaminomethyl)phenol, 3-Phenyl-1,1-dimethylharnstoff und Gemischen davon.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens etwa 140 °C.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 mit einer Abschälfestigkeit von mindestens etwa 4 pounds/inch Breite, wie durch IPC-TM 650 2.4.8C getestet.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend etwa 34 Gew.-% Polyphenylenether und etwa 60 Gew.-% Polyepoxid, bezogen auf das Gewicht der ersten Komponente.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung einen Vor-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten von nicht größer als etwa 50 ppm/°C bereitstellt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung einen Nach-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten von nicht größer als etwa 260 ppm/°C bereitstellt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 mit einer Dielektrizitätskonstante bei 1 MHz (50 Gew.-% Harz) von nicht größer als etwa 4,5, wie durch IPC-TM-650 2.5.5.3C getestet.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 mit einem dielektrischen Verlustfaktor bei 1 MHz (50 Gew.-% Harz) von nicht größer als etwa 0,01, wie durch IPC-TM-650 2.5.5.3C getestet.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die erste Komponente weiterhin einen Starter umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 20, wobei der Starter ausgewählt ist aus Benzoylperoxid, 2,2'-Azobisisobutyrylnitril, Lauroylperoxid, tert-Butylperoxy-2-ethylhexanoat und tert-Amylperoxy-2-ethylhexanoat.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Polyphenylenether mit einem Bisphenol äquilibriert worden ist, das ausgewählt ist aus Epoxiden vom Typ Diglycidylether-Bisphenol A, Epoxiden vom Typ Bisphenol F, epoxydierten Epoxiden vom Typ Novolak, phosphorierten Epoxiden und cycloaliphatischen Epoxiden.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, wobei der Füllstoff Siliciumdioxid ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 23, wobei das Siliciumdioxid Quarzglas ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 24, wobei das Quarzglas zu etwa 15 bis 30 Teilen Quarzglas auf 100 Teile der ersten Komponente vorhanden ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 24, wobei die Zusammensetzung einen Vor-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten von nicht größer als etwa 50 ppm/°C bereitstellt.
Zusammensetzung nach Anspruch 24, wobei die Zusammensetzung einen Nach-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten von nicht größer als etwa 260 ppm/°C bereitstellt.
Zusammensetzung nach Anspruch 24 mit einer Dielektrizitätskonstante bei 1 MHz (50 Gew.-% Harz) von nicht größer als etwa 4,5, wie durch IPC-TM-650 2.5.5.3C getestet.
Zusammensetzung nach Anspruch 24 mit einem dielektrischen Verlustfaktor bei 1 MHz (50 Gew.-% Harz) von nicht größer als etwa 0,01, wie durch IPC-TM-650 2.5.5.3C getestet.
Dielektrische Zusammensetzung, umfassend: eine erste Komponente, umfassend einen Polyphenylenether und ein Polyepoxid; und eine zweite Komponente, umfassend etwa 5 bis etwa 60 Teile eines Füllstoffs auf 100 Teile der ersten Komponente, wobei die dielektrische Zusammensetzung einen Vor-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten von nicht größer als etwa 50 ppm/°C bereitstellt.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 30, wobei die erste Komponente weiterhin ein Kompatibilisierungsmittel und einen Katalysator umfasst.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 30 oder 31, wobei der Füllstoff ausgewählt ist aus Talk, Ton, Glimmer, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat und Gemischen davon.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 30 oder 31, wobei der Füllstoff Quarzglas ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 33, wobei das Quarzglas zu etwa 15 bis 30 Teilen Quarzglas auf 100 Teile der ersten Komponente vorhanden ist.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 33, wobei die Zusammensetzung einen Nach-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten von nicht größer als etwa 260 ppm/°C bereitstellt.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 33 mit einer Dielektrizitätskonstante bei 1 MHz (50 Gew.-% Harz) von nicht größer als etwa 4,5, wie durch IPC-TM-650 2.5.5.3C getestet.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 33 mit einem dielektrischen Verlustfaktor bei 1 MHz (50 Gew.-% Harz) von nicht größer als etwa 0,01, wie durch IPC-TM-650 2.5.5.3C getestet.
Dielektrische Zusammensetzung; umfassend: eine erste Komponente, umfassend einen Polyphenylenether und ein Polyepoxid; und eine zweite Komponente, umfassend etwa 5 bis etwa 60 Teile Füllstoff auf 100 Teile der ersten Komponente, wobei die dielektrische Zusammensetzung einen Nach-Glasübergangstemperatur-Wärmeausdehnungskoeffizienten von nicht größer als etwa 260 ppm/°C bereitstellt.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 38, wobei die erste Komponente weiterhin ein Kompatibilisierungsmittel und einen Katalysator umfasst.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 38 oder 39, wobei der Füllstoff ausgewählt ist aus Talk, Ton, Glimmer, Silciumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat und Gemischen davon.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 38 oder 39, wobei der Füllstoff Quarzglas ist.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 41, wobei das Quarzglas zu etwa 15 bis 30 Teilen Quarzglas auf 100 Teile der ersten Komponente vorhanden ist.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 41 mit einer Dielektrizitätskonstante bei 1 MHz (50 Gew.-% Harz) von nicht größer als etwa 4,5, wie durch IPC-TM-650 2.5.5.3C getestet.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 41 mit einem dielektrischen Verlustfaktor bei 1 MHz (50 Gew.-% Harz) von nicht größer als etwa 0,01, wie durch IPC-TM-650 2.5.5.3C getestet.
Dielektrische Zusammensetzung umfassend: eine erste Komponente, umfassend einen Polyphenylenether und ein Polyepoxid; und eine zweite Komponente, umfassend etwa 5 bis etwa 60 Teile Füllstoff auf 100 Teile der ersten Komponente, wobei die dielektrische Zusammensetzung eine Glasübergangstemperatur von mindestens etwa 140 °C aufweist.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 45, wobei die erste Komponente weiterhin ein Kompatibilisierungsmittel und einen Katalysator umfasst.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 45 oder 46, wobei der Füllstoff ausgewählt ist aus Talk, Ton, Glimmer, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat und Gemischen davon.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 45 oder 46, wobei der Füllstoff Quarzglas ist.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 48, wobei das Quarzglas zu etwa 15 bis 30 Teilen Quarzglas auf 100 Teile der ersten Komponente vorhanden ist.
Dielektrische Zusammensetzung, umfassend: eine erste Komponente, umfassend einen Polyphenylenether und ein Polyepoxid; und eine zweite Komponente, umfassend etwa 5 bis etwa 60 Teile Füllstoff auf 100 Teile der ersten Komponente, wobei die dielektrische Zusammensetzung eine Abschälfestigkeit von mindestens etwa 4 pounds/inch Breite bereitstellt, wie durch IPC-TM-650 2.4.8C getestet.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 50, wobei die erste Komponente weiterhin ein Kompatibilisierungsmittel und einen Katalysator umfasst.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 50 oder 51, wobei der Füllstoff ausgewählt ist aus Talk, Ton, Glimmer, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat und Gemischen davon.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 50 oder 51, wobei der Füllstoff Quarzglas ist.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 53, wobei das Quarzglas zu etwa 15 bis 30 Teilen Quarzglas auf 100 Teile der ersten Komponente vorhanden ist.
Dielektrische Zusammensetzung, umfassend: eine erste Komponente, umfassend einen Polyphenylenether und ein Polyepoxid; und eine zweite Komponente, umfassend etwa 5 bis etwa 60 Teile Füllstoff auf 100 Teile der ersten Komponente, wobei die dielektrische Zusammensetzung eine Dielektrizitätskonstante bei 1 MHz (50 % Harzgehalt) von etwa 4,5 oder weniger aufweist, wie durch IPC-TM-650 2.5.5.3C getestet.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 55, wobei die erste Komponente weiterhin ein Kompatibilisierungsmittel und einen Katalysator umfasst.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 55 oder 56, wobei der Füllstoff ausgewählt ist aus Talk, Ton, Glimmer, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat und Gemischen davon.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 55 oder 56, wobei der Füllstoff Quarzglas ist.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 58, wobei das Quarzglas zu etwa 15 bis 30 Teilen Quarzglas auf 100 Teile der ersten Komponente vorhanden ist.
Dielektrische Zusammensetzung, umfasend: eine erste Komponente, umfassend einen Polyphenylenether und ein Polyepoxid; und eine zweite Komponente, umfassend etwa 5 bis etwa 60 Teile Füllstoff auf 100 Teile der ersten Komponente; wobei die dielektrische Zusammensetzung einen dielektrischen Verlustfaktor bei 1 MHz (50 % Harzgehalt) von etwa 0,01 oder weniger aufweist, wie durch IPC-TM-650 2.5.5.3C getestet.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 60, wobei die erste Komponente weiterhin ein Kompatibilisierungsmittel und einen Katalysator umfasst.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 60 oder 61, wobei der Füllstoff ausgewählt ist aus Talk, Ton, Glimmer, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumcarbonat und Gemischen davon.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 60 oder 61, wobei der Füllstoff Quarzglas ist.
Dielektrische Zusammensetzung nach Anspruch 63, wobei das Quarzglas zu etwa 15 bis 30 Teilen Quarzglas auf 100 Teile der ersten Komponente vorhanden ist.
Prepreg, umfassend ein Substrat, das mit der dielektrischen Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 64 imprägniert ist.
Prepreg nach Anspruch 65, wobei das Substrat Gewebe, eine Lage von Verstärkungsfasern, Glas, Kohlefaser, Aromaten, Flüssigkristallen, Fasermatten und leitenden Ölen umfasst.
Laminat, umfassend ein erstes Substrat, das auf ein zweites Substrat gestapelt ist, wobei mindestens eines des ersten und des zweiten Substrats die dielektrische Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 64 umfasst.
Laminat nach Anspruch 67, weiterhin umfassend eine elektrisch leitende Schicht, die auf einer Oberfläche des Laminats abgeschieden ist.
Laminat, umfassend mindestens zwei der Prepregs nach Anspruch 65.
Laminat nach Anspruch 69, weiterhin umfassend eine elektrisch leitende Schicht, die auf einer Oberfläche des Laminats abgeschieden ist.
Formteil, umfassend eine Vielzahl von Schichten, wobei mindestens eine aus der Vielzahl von Schichten mit der dielektrischen Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 64 imprägniert ist.
Formteil, umfassend eine Vielzahl von Schichten, die imprägniert sind, wobei mindestens eine der Schichten das Prepreg nach Anspruch 65 ist.
Gedruckte Leiterplatte, umfassend ein dielektrisches Substrat mit einer elektrisch leitenden Schicht auf mindestens einer Oberfläche, wobei die elektrisch leitende Schicht so ausgebildet ist, dass sie ein zuvor festgelegtes Muster aufweist, wobei das dielektrische Substrat ein Glasgewebe oder ein Glasvlies aufweist, das mit der dielektrischen Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 64 imprägniert ist.
Verfahren zur Herstellung eines Prepreg, umfassend das Abscheiden einer dielektrischen Zusammensetzung auf einem Substrat, wobei die dielektrische Zusammensetzung umfasst: eine erste Komponente, umfassend einen Polyphenylenether, ein Polyepoxid, ein Kompatibilisierungsmittel und einen Katalysator; und eine zweite Komponente, umfassend etwa 5 bis etwa 60 Teile eines Füllstoffs auf 100 Teile der ersten Komponente.
Verfahren zur Herstellung einer gedruckten Leiterplatte, umfassend: Abscheiden einer dielektrischen Zusammensetzung auf einem Substrat, umfassend eine elektrisch leitende Schicht, wobei die dielektrische Zusammensetzung umfasst: eine erste Komponente, umfassend einen Polyphenylenether, ein Polyepoxid, ein Kompatibilisierungsmittel und einen Katalysator; eine zweite Komponente, umfassend etwa 5 bis etwa 60 Teile eines Füllstoffs auf 100 Teile der ersten Komponente; und Härten des Substrats mit der abgeschiedenen dielektrischen Zusammensetzung.
Verfahren zur Erleichterung des Aufbaus eines Prepreg, wobei das Verfahren die Bereitstellung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 umfasst.
Verfahren zur Erleichterung des Aufbaus einer gedruckten Leiterplatte, wobei das Verfahren die Bereitstellung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 umfasst.