DE60122124T2

DE60122124T2 - Harzkomponente zum formen einer isolierenden zwischenschicht in einer gedruckten leiterplatte, harzfolie und kupferfolie mit einem harz zur herstellung einer isolierschicht unter verwendung des harzes sowie diese verwendendes kupferkaschiertes laminat

Info

Publication number: DE60122124T2
Application number: DE60122124T
Authority: DE
Inventors: c/o MITSUI MINING & SMELTING CO. T. Ageo-shi SATO; c/o MITSUI MINING & SMELTING CO. T. Ageo-shi ASAI
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 2000-12-08
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2021-12-06
Also published as: US20020106516A1; MY137500A; WO2002046264A1; CN1314726C; EP1273609A1; JP2002179772A; TWI288760B; US6716530B2; DE60122124D1; KR20020080377A; CN1398274A; ATE335777T1; EP1273609A4; EP1273609B1; KR100538710B1

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft eine harzbeschichtete Kupferfolie, die zur Herstellung einer gedruckten Leiterplatte geeignet ist, ohne Materialkomponenten einer Isolierschicht, wie zum Beispiel eine Faserplatte/ein Prepreg einzusetzen und ein Kupfer-kaschiertes Laminat und eine gedruckte Leiterplatte, die einen exzellenten Flammschutz aufweisen.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Ein für die Herstellung einer, in elektrischen und elektronischen Erzeugnissen weit verbreiteten, gedruckten Leiterplatte verwendetes Kupfer-kaschiertes Laminat wird im Allgemeinen unter Einsatz der sogenannten Faserplatte (das Prepreg) und durch Kleben und Laminieren der Kupferfolie auf eine Seite oder beide Seiten des Prepregs hergestellt. Das Prepreg wird dabei durch die Imprägnierung eines Glasgewebes, Kraftpapiers, eines Vliesglasgewebes oder dergleichen mit einem wärmehärtendem Harz, wie beispielsweise Phenolharz oder Epoxidharz hergestellt, um das Harz in einen halb-ausgehärteten Zustand zu überführen.
Weiterhin wird im Falle der Herstellung eines drei oder mehrere Schichten aufweisenden Kupfer-kaschierten Laminats, das als eine Mehrlagen-gedruckte Leiterplatte klassifiziert wird, das Kupfer-kaschierte Laminat durch einmaliges Bereitstellen der leitenden Schaltkreisstruktur auf einer Oberfläche des Kupfer-kaschierten Laminats, um ein Innenschicht-Ausgangsmaterial zu schaffen und durch Kleben der Kupferfolie auf die beiden Seiten des Innenschicht-Ausgangsmaterials beispielsweise über das Prepreg hergestellt.
In den vergangenen Jahren wurde es mit der Schrumpfung und größeren Packdichte der gedruckten Leiterplatte üblich, feine Sackbohrungen, d.h. Kontaktlochbohrungen auf einer Oberfläche der gedruckten Leiterplatte bereitzustellen. Als ein Verfahren zur Bildung dieser Kontaktlochbohrungen, können beispielsweise eine Laserstrahlbearbeitung oder eine Plasmabearbeitung genutzt werden. In einem Zustand, in dem anorganische Bestandteile, wie Glasfasern als Gerüstwerkstoff in einer Isolierschicht des Kupfer-kaschierten Laminats enthalten sind (zum Beispiel entspricht dieser Zustand einem Fall einer, aus einer Glas-Epoxidprepreg-bestehenden Isolierschicht, die als ein FR-4 Ausgangsmaterial bezeichnet wird), beeinträchtigen die anorganischen Bestandteile als Gerüstwerkstoffe zu diesem Zeitpunkt die Verarbeitbarkeit trotz der problemlosen, durch den Laserstrahl oder das Plasma verursachten Sublimation und Verdampfung des Harzbestandteils. Um eine einheitliche Perforation zu ermöglichen, wird die Isolierschicht konsequenterweise häufig nur mit den Harzbestandteilen gefertigt, ohne die sonst zum Einsatz kommenden Gerüstwerkstoffe zu verwenden. Das Nichtvorhandensein der Gerüstwerkstoffe resultiert auch in einer Fähigkeit zur Entfernung von Unebenheiteinflüssen oder Graten, die auf einer Oberfläche der Gerüstwerkstoffe an einer Ebenheit des Kupfer-kaschierten Laminats gebildet werden, so dass eine extrem flache Oberfläche erhalten werden kann. Zum Beispiel bilden sich, wie für das oben beschriebene FR-4 Substrat, Gewebefasern des Glasgewebes, welches ein Gerüstwerkstoff der Isolierschicht darstellt, an einer Oberfläche der äußeren Schicht der Kupferfolie des Kupfer-kaschierten Laminats nach erfolgter Heisspressformung aus, so dass im Fall der Fertigung einer dünnen Schutzschicht wie zum Beispiel ein flüssiger Schutz, Variationen in einer Schutzschichtdicke auftreten, welche konsequenterweise eine breitere Genauigkeit einer geätzen Schaltung verschlechtern. Daher können diese auftretenden Probleme durch Entfernen der Gerüstwerkstoffe gelöst werden.
Im Falle der Herstellung einer Isolierschicht eines Kupfer-kaschierten Laminats ohne Gerüstwerkstoffe zu beinhalten, wird die Herstellung eines Mehrlagen-Kupfer-kaschierten Laminats durch eines der folgenden Verfahren ausgeführt: (1) Ein Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssiges Harz auf eine Oberfläche eines internen Schichtsubstrates aufgebracht wird und die Kupferfolie auf das Harz geklebt wird, (2) ein Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass ein Harzfilm, der aus einem wärmehärtenden Harz in einem halb-ausgehärteten Zustand besteht, zwischen einem inneren Schichtsubstrat und der darauf geklebten Kupferfolie eingepresst ist, um ein Thermoformen durchzuführen, (3) ein Verfahren, worin die harzbeschichtete Kupferfolie, d.h. die Kupferfolie mit einer darauf gebildeten Harzschicht, wird direkt auf eine Oberfläche des inneren Schichtsubstrates oder dergleichen geklebt. Das resultierende Produkt wird dann der Bildung des sogenannten äußeren Schicht-Schaltkreises oder der Bildung von Kontaktlochbohrungen unterzogen, um zu einer gedruckten Leiterplatte verarbeitet zu werden.
Das oben beschriebene Verfahren (1) weist einige Probleme auf. So ist es schwierig, das flüssige Harz auf einer Oberfläche des Innenschicht-Substrates, an dem die inneren Schichtschaltkreise bereits ausgebildet sind und auch ungleichmäßige Belegungen ausgegebildet sind, präziser und einheitlicher aufzubringen. Im Falle der Herstellung eines Zwischenlagen-leitenden Überzuges wenn Durchgangslöcher oder dergleichen gebildet werden, nimmt zudem das Schleifen und Entfernen des an der inneren Wand der Perforation oder Lochanteils angelagerten Harzgehaltes viel Zeit in Anspruch. Der in dem oben beschriebenen Verfahren (2) verwendete Harzfilm wird durch Aufbringen einer Harzzusammensetzung auf einen Plastikfilm hergestellt. Jedoch werden kostspielige Plastikfilme, die nach ihrem Gebrauch verworfen werden, enorm, und daher wird eine große Menge Abfall produziert, so dass dieses Verfahren vom Standpunkt des Umweltschutzes aus in der gegenwärtigen Gesellschaft, worin der Umweltschutz sehr ernst genommen wird, inakzeptabel ist. Unter Berücksichtigung der verschiedenen Standpunkte haben wir daher den Schluss gezogen, dass es am vorteilhaftesten ist, eine harzbeschichtete Kupferfolie zu verwenden und dass sich das oben beschriebene Verfahren (3) weitgehend und allgemein durchsetzen wird.
Als ein für die harzbeschichtete Kupferfolie verwendeter Harzbestandteil werden oft Epoxidharze verwendet. Wie für die harzbeschichtete Kupferfolie haben die Erfinder bereits verschiedene harzbeschichtete Kupferfolien vorgeschlagen, die im Ergebnis unserer intensiven Studien vorteilhaft für die Herstellung des für die gedruckten Leiterplatten verwendeten Kupfer-kaschierten Laminats sind und haben weitgehend zur Herstellung von Hochdichte-gedruckten Leiterplatten beigetragen, weil die Herstellung der gedruckten Leiterplatten mit der Verwendung dieser harzbeschichteten Kupferfolie ein leichtes Ausbilden von Kontaktlochbohrungen oder dergleichen unter Anwendung des Laserbearbeitungsverfahrens sowie die Ausbildung von stabilen Feingewindeschaltkreisen erlaubt.
Das durch die Verwendung einer solchen harzbeschichteten Kupferfolie hergestellte Kupfer-kaschierte Laminat weist, wenn es für die gedruckte Leiterplatte verwendet wird, eine praktisch zufriedenstellende Hitzbeständigkeit, elektrische Eigenschaften und chemische Resistenzeigenschaften auf und der Markt ist umfangreich damit versorgt.
Als ein Harz, das für die Bildung von Harzschichten einer konventionell auf dem Markt vertretenen harzbeschichteten Kupferfolie verwendet wird, werden Epoxid-Halidharze oder Halogen-basierte Flammschutzmittel verwendet, um den Flammschutz zu gewährleisten. Wie für die Flammschutzanforderungen ist es im Hinblick auf die PL-Richtlinien oder dergleichen auch erforderlich, ein gewisses Kriterium festzulegen, so dass zum Zwecke der Sicherheit eine Entzündung in elektronischen und elektrischen Geräten zum Zeitpunkt ihrer Benutzung nicht auftritt. Neben diesen Flammschutzkriterien gibt es verschiedene Qualitätsstandards für die gedruckten Leiterplatten und jeder der elektrischen Heimgerätehersteller und Industriegerätehersteller etc. nimmt oft sein ursprüngliches Kriterium an. Daneben ist ein in Abschnitt 18 der UL796 definiertes Kriterium, was auch gemein hin als „die UL-Richtlinien" bezeichnet wird und bestimmt, ob ein Gegenstand Versicherungsinhalt von der U.S. Versicherungsgesellschaft werden kann, de facto eine Richtlinie als eine praktische globale Richtlinie geworden. Dieses Kriterium ist eines der bedeutendsten Qualitätsstandards für gedruckte Leiterplatten. Ein Bewertungsstest für den Flammschutz wird für ein Substrat durchgeführt, von dem die nichtbrennbare Kupferfolie nach der Herstellung eines Kupfer-kaschierten Laminats entfernt wird. Dafür ist der für die harzbeschichtete Kupferfolie verlangte Flammschutz selbst kein Problem. Jedoch stellt der Flammschutz, der für das Kupfer-kaschierte Laminat verlangt wird, von dem die Kupferfolie entfernt wird, d.h. die Flamm-verzögernden Eigenschaften der Harzschicht der harzbeschichteten Kupferfolie, die auf der Substratseite verbleibt, ein Problem dar.
Von Halogenelementen, die zu dem für die Bildung der Harzschichten der harzbeschichteten Kupferfolie verwendeten Harz zugesetzt werden, wurde jedoch berichtet, dass sie möglicherweise während des Verbrennungsverfahrens nach dem Ausrangieren giftige Verbindungen erzeugen, so dass es nötig gewesen ist, Harzverbindungen und harzbeschichtete Kupferfolien etc. zu entwickeln, die frei von Halogen-basierten Flammverzögerer sind.
Um zu versuchen, dieses Problem zu lösen, wurde als eine Alternative zu dem Halogen-basierten Flammverzögerer vorgeschlagen, dem Harz anorganische Verbindungen, wie zum Beispiel durch roten Phosphor vertretene Phosphorverbindungen oder Phosphorester und Metallhydroxide zuzusetzen. Andererseits hat sich herausgestellt, dass sich Wasserbeständigkeit und Hitzbeständigkeit verschlechtern, wenn Phosphorverbindungen verwendet werden, so dass hier die Möglichkeit besteht, dass die Betriebssicherheit der gedruckten Leiterplatten zum Zeitpunkt ihres Herstellungsverfahrens und ihrer Verwendung verschlechtert ist. Weiterhin wird die Harzzusammensetzung hart und brüchig, wenn das Metallhydroxid verwendet wird und die Haltefestigkeit zwischen dem Harz und der Kupferfolie wird wesentlich reduziert, wodurch konsequenterweise das Problem einer mangelhaften Anhaftung zwischen dem Ausgangsmaterial und der Kupferfolie auftritt.
Daher ist es erforderlich geworden, eine Harzschicht einer harzbeschichteten Kupferfolie unter Verwendung einer Harzverbindung bilden zu können, die frei von Halogenelementen ist und ein Kupfer-kaschiertes Laminat ohne irgendeines der zuvor beschriebenen Probleme herzustellen und einen hohen Flammschutz, exzellente Wasserbeständigkeit und Hitzbeständigkeit sowie eine gute Haltefestigkeit zwischen dem Ausgangsmaterial und der Kupferfolie bereitzustellen.
JP-A-11 140281 bezieht sich auf eine Harzzusammensetzung für ein Kupfer-kaschiertes Laminat.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Infolgedessen entwickelten die Erfinder eine Harzverbindung, die nachstehend beschrieben wird und des Weiteren entwickelten die Erfinder eine Harzplatte und eine harzbeschichtete Kupferfolie, welche diese Harzverbindung im Ergebnis unserer intensiven Studien verwenden. Weiterhin ermöglicht die Herstellung eines Kupfer-kaschierten Laminats durch die Verwendung der oben beschriebenen Materialien die Bereitstellung einer gedruckten Leiterplatte, die sowohl hinsichtlich Hitzbeständigkeit als auch Flammbeständigkeit hervorragende Eigenschaften aufweisen.
Zunächst stellt die vorliegende Erfindung eine Harzzusammensetzung zur Fertigung einer dielektrischen Zwischenschicht einer gedruckten Leiterplatte bereit, worin die Zusammensetzung (a) ein Epoxid-basiertes Harz, umfassend ein Epoxidharz oder mehrere Epoxidharze, die zwei oder mehrere Glycidylgruppen pro Molekül aufweisen, (b) einen Triazin-Ringe enthaltenden Phenol-Novolak Epoxidhärter, worin der Stickstoffgehalt des Härters 5 bis 25 Gewichts-% beträgt, (c) ein odere mehrere Maleimidverbindungen, welche wärmehärtende Eigenschaften besitzen, (d) ein oder mehrere Polymere, welche quervernetzbare funktionelle Gruppen besitzen und (e) einen Quervernetzer umfasst und wobei die Zusammensetzung durch Auflösen ihrer Bestandteile in einem organischen Lösungsmittel ausgebildet worden ist und frei von Halogenelementen ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann im Hinblick auf den Flammschutz und die Wasserabsorption eine gute Leistungsfähigkeit geliefert werden, wenn der Stickstoffgehalt in dem Härter innerhalb der Verbindungen des Epoxid-basierten Harzes, das die Harzverbindung zur Fertigung der dielektrischen Zwischenschicht darstellt, 2 bis 25 Gewichts-% beträgt, so dass die selektive Verwendung eines geeigneten Härters für das Epoxid-basierte Harz es dem ausgehärteten Epoxidharz ermöglicht, selbstabbauende Eigenschaften aufzuweisen. Zusätzlich besteht die vorliegende Erfindung in der Bereitstellung einer Harzverbindung zur Fertigung einer dielektrischen Zwischenschicht, welche eine höhere Hitzbeständigkeit und einen höheren Flammschutz aufweist, in Verbindung mit der Verwendung von Maleimidverbindungen mit einer wärmehärtenden Eigenschaft, die eigens einen höheren Flammschutz aufweisen. Weiterhin macht es diese Zusammensetzung möglich, durch Chlor etc. repräsentierte Halogenelemente zu eliminieren, die zu der Verbindung zugesetzt werden, um den Flammschutz zu vermitteln, so dass es möglich wird, Umweltbelastungen auf der Stufe der Entsorgung des Kupfer-kaschierten Laminats und der gedruckten Leiterplatte zu reduzieren.
Bei dem hierin beschriebenen Epoxid-basierten Harz, handelt es sich um ein Harz, das Epoxidharze als ein Ausgangsmaterial verwendet und mindestens einen Harzhärter, der für die Härtung des Epoxidharzes benötigt wird, enthält und auch andere Harzbestandteile, wie Melaminharz oder Phenolharz, einen Härter, einen Entschäumer und ein Verlaufmittel etc. beinhalten kann, die nach Bedarf zugesetzt werden. Diese zusätzlichen Bestandteile können das Härteverhältnis des Harzes kontrollieren und Einfluss auf eine Kostenersparnis haben. Der Grund dafür liegt darin, weil es nach allgemeiner Auffassung im Rahmen der Chemie unmöglich wird, die Aushärtung des Epoxidharzes leicht zu steuern, wenn der Epoxidharzhärter nicht enthalten ist. Die in der vorliegenden Erfindung erwähnten Maleimidverbindungen werden in einer Beschreibung der Harzverbindung zur Fertigung einer dielektrischen Zwischenschicht im Detail beschrieben.
Die vorliegende Erfindung umfasst die Idee, dass zur Fertigung einer dielektrischen Zwischenschicht nicht nur eine Harzverbindung enthalten ist, die durch Mischung eines Epoxid-basierten Harzes, das einen Härter, der 5 bis 25 Gewichts-% Stickstoff enthält, mit Maleimidverbindungen, die wärmehärtende Eigenschaften aufweisen, wobei das Epoxid-basierte Harz und die Maleimidverbindungen getrennt voneinander hergestellt werden, erhalten wird, sondern dass auch eine Harzverbindung zur Fertigung einer dielektrischen Zwischenschicht enthalten ist, die durch gleichzeitiges Zusetzen der Maleimidverbindungen erhalten wird, wenn das Epoxidharz und der oben beschriebene Epoxidharzhärter, etc. aufgelöst werden. Der Grund dafür ist, dass es keine besonderen Beschränkungen in der Mischreihenfolge der einzelnen Verbindungen gibt, wenn die für die Fertigung der dielektrischen Zwischenschicht verwendete Harzverbindung hergestellt wird.
Ein für die Auflösung verwendetes Lösungsmittel wird in der folgenden Beschreibung eines Herstellungsverfahrens beschrieben. Die oben beschriebene Harzverbindung zur Fertigung der dielektrischen Zwischenschicht wird zur Bildung einer isolierenden Harzschicht zwischen den Kupferfolie-Schaltungsschichten des Kupfer-kaschierten Laminats verwendet.
Im Hinblick auf das Epoxid-basierte Harz, umfassend Epoxidharze, die zwei oder mehrere Glycidylgruppen pro Molekül aufweisen, Polymere, die innerhalb eines Moleküls quervernetzbare funktionelle Gruppen, einen Quervernetzer, der nach Bedarf zugesetzt wird und einen Phenol-Novolak-Epoxidharzhärter, enthaltend Triazinringe innerhalb eines Moleküls aufweisen, ist es gewünscht, die oben beschriebenen Harze als in der vorliegenden Erfindung verwendete Epoxidharze zu verwenden. Ein Epoxidharz, das zwei oder mehrere Glycidylgruppen pro Molekül aufweist, wird als das Epoxidharz verwendet. Wenn ein Epoxidharz, das eine Glycidylgruppe pro Molekül aufweist, verwendet wird, tendiert ein Quervernetzungszustand des Harzes dazu, mangelhaft zu sein und dies führt zu einer Erniedrigung des Flammschutzes, so dass ein Ziel der vorliegenden Erfindung nicht erreicht werden kann. Obwohl ein Epoxidharz, das im Allgemeinen für elektrische und elektronische Materialien verwendet wird, ohne jegliche Einschränkungen, soweit die oben beschriebenen Bedingungen erfüllt sind, verwendet werden kann, wird in diesem Zusammenhang ein Epoxidharz bevorzugt verwendet, das im Wesentlichen frei von Halogenen ist. Ein Epoxidharz, das zwei oder mehrere Glycidylgruppen pro Molekül aufweist, macht wünschenswerterweise 20 bis 70 Gewichtsanteile aus, vorausgesetzt, dass die Gesamtmenge der Harzverbindung 100 Gewichtsanteile beträgt. Wenn der vermengte Anteil des Epoxidharzes weniger als 20 Gewichtsanteile beträgt, verringert sich das Adhäsionsvermögen zwischen der Kupferfolie und dem Ausgangsmaterial nach Verarbeitung zu dem Kupfer-kaschierten Laminat und die Haltefestigkeit tendiert ebenfalls dazu, nachzulassen. Wenn der vermengte Anteil des Epoxidharzes dagegen 70 Gewichtsanteile oder mehr beträgt, wird die Fließfähigkeit der Harzverbindung zu hoch, um die Verbidnung zu bearbeiten, so dass es schwierig wird, eine Schichtdicke zu steuern, wenn eine Harzschicht auf der Kupferfolie gebildet wird oder eine Harzplatte, wie unten beschrieben, hergestellt wird.
Die Epoxidharze, die zwei oder mehrere Glycidylgruppen pro Molekül aufweisen, werden vorzugsweise aus einem oder mehreren eines Bisphenol A-Epoxidharzes, Bisphenol F-Epoxidharzes, Novolak-Epoxidharzes, Kresol-Novolak-Epoxidharzes und Glycidylamin-Epoxidharzes ausgewählt. Die hierin beschriebenen Epoxidharze, die frei von Halogenelementen sind, werden am beorzugtesten vernwendet. Diese sind aus breiter Sicht geeignet, die bezüglich der Flammbeständigkeit aber auch verschiedener Eigenschaften, einschließlich der Haltefestigkeit zwischen dem Ausgangsmaterial und der Kupferfolie und der chemischen Resistenz beständigsten Substratgütemerkmale in einer Anwendung zur Herstellung der gedruckten Leiterplatte auszuschöpfen.
Die Polymere, die quervernetzbare funktionelle Gruppen aufweisen, werden verwendet zur Verhinderung von Rissen, die in einer Harzschicht auftreten, wenn die Harzverbindung auf die Kupferfolie aufgebracht wird, um die Harzschicht auf der Kupferfolie zu bilden und zu einer harzbeschichteten Kupferfolie verarbeitet wird, zur Verhinderung von Harzpulver, das nach der Verarbeitung zu Kupfer-kaschiertem Laminat durch Ausbreitung während des Schneidens und Zerbrechens entsteht und zur Wahrung eines gewissen Fließfähigkeitsbereiches mittels Durchführung der Viskositätskontrolle der Harzverbindung vor der Bildung der Harzschicht.
Wie für die Polymere ist es bevorzugt, jeweils ein oder mehrere des Polyäthersulfonharzes, das eine Hydroxylgruppe an einem Ende aufweist, des Polyvinylacetalharzes, das wiederholte Hydroxylgruppen innerhalb eines Moleküls aufweist und des Phenoxyharzes als die Polymere zu verwenden, die quervernetzbare funktionelle Gruppen innerhalb eines Moleküls aufweisen.
Dabei besteht keine Notwendigkeit, das oben beschriebene Polymer besonders zu limitieren, soweit das Polymer dem oben beschriebenen Polyäthersulfonharz, das eine Hydroxylgruppe an einem Ende aufweist, dem Polyvinylacetalharz, das wiederholte Hydroxylgruppen innerhalb eines Moleküls aufweist, oder dem Phenoxyharz entspricht. Wenn einer ausreichenden Quervernetzungsreaktion unter Verwendung von Polymer mit quervernetzbaren funktionellen Gruppen innerhalb eines Moleküls, wie zum Beispiel die Hydroxylgruppen in den oben beschriebenen Polymeren, ermöglicht werden kann stattzufinden, kann dem Kupfer-kaschierten Laminat oder der unter Verwendung dieses hergestellten gedruckten Leiterplatte eine hochexzellente Hitzbeständigkeit vermittelt werden, selbst wenn die Harzverbindung ausgehärtet ist und Teil des Kupfer-kaschierten Laminats wird. Daher wird im Falle der Verwendung einer Harzverbindung, die ein Polymer verwendet, das kein quervernetzbaren funktionellen gruppen innerhalb eines Moleküls aufweist, die Hitzbeständigkeit nach dem Aushärten der Harzverbindung signifikant geringer, so dass die Verbindung nicht verwendet werden sollte.
Zudem ist es wünschenswert, dass das Polymer, das quervernetzbare funktionelle Gruppen innerhalb des Moleküls aufweist, in einem Bereich von 5 bis 30 Gewichtsanteilen vorliegt, vorausgesetzt, dass die Gesamtmenge der Harzverbindung 100 Gewichtsanteile beträgt. Die Auswirkungen des Verhinderns des Auftretens von Rissen und des Verhinderns der Harzpulverausbreitung können nicht eintreten, wenn das Polymer in weniger als 5 Gewichtsanteilen vorliegt, wohingegen die Fließfähigkeit des Harzes zu gering wird, wenn das Polymer in 30 oder mehr Gewichtsanteilen vorliegt, so dass die Steuerung der Schichtdicke schwierig wird, wenn die Harzschicht auf der Kupferfolie gebildet wird, oder wenn eine Harzplatte wie unten beschrieben hergestellt wird, wie in dem Fall, bei dem die Menge des Epoxidharzes übermäßig wird.
Der Quervernetzer, der nach Bedarf zugesetzt wird, wird in Abhängigkeit der Polymerart verwendet, das heißt blockiertes Isocyanat wird zum Beispiel für Bisphenol A-Epoxidharz verwendet und andere Quervernetzer sollten entsprechend verwendet werden, so dass keine Notwendigkeit besteht, den oben beschriebenen Quervernetzern besondere Einschränkungen aufzuerlegen. Darüberhinaus verwendet die vorliegende Erfindung nicht immer den Quervernetzer, weil zum Beispiel im Fall der Verwendung von Polyäthersulfonharz als ein Polymer eine Quervernetzungsreaktion mit dem Epoxidharz ohne separate Zugabe des Quervernetzers durchgeführt werden kann.
Im Fall eines Phenol-Novolak-Epoxidharzhärters, der Triazinringe innerhalb eines Moleküls enthält und einen Stickstoffgehalt von 5 bis 25 Gewichts-% aufweist, ist es bevorzugt, eine oder zwei von Melamin und Benzoguanamin und eine aus einer Kondensationreaktion von Phenol und Formaldehyd erhaltene Verbindung zu verwenden.
Insbesondere ist der Härter beispielsweise ein von Dainippon Ink Inc. hergestelltes AT Novolakharz, das den Handelsnamen LA-7054 trägt. Die Harzverbindung, die die oben beschriebenen Verbindungen als ein Härter des Epoxidharzes verwendet, stellt entsprechend der vorliegenden Erfindung eine selbstabbauende Eigenschaft bereit. Die Verbrauchsmenge des Phenol-Novolak-Epoxidharzhärters, der Triazinringe innerhalb eines Moleküls enthält, sollte nicht auf eine bestimmte Menge, die insbesondere limitiert ist, festgelegt werden, da diese Menge aus einem Äquivalenzverhältnis zu dem Epoxidharz und aus experimenteilen Daten errechnet wird.
Im Fall der Maleimidverbindungen ist es am bevorzugtesten, N,N'-(Diphenylmethan)bismaleimid, Bis(3-äthyl-5-methyl-4-maleimid)methan und 2,2-Bis[4-(4-maleimidphenoxi)phenyl]propan zu verwenden. Weiterhin ist es möglich, gute Ergebnisse durch Verwendung einer wärmehärtenden Maleimidverbindung zu erhalten, die durch eine Michael-Additionsreaktion der oben beschriebenen Maleimidverbindung mit Polyamiden erhalten wird.
An der Maleimidverbindung, die eine wärmehärtende Eigenschaft aufweist, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Gehalt von 10 bis 50 Gewichtsanteilen unter der Voraussetzung, dass die Gesamtmenge der Harzverbindung 100 Gewichtsanteile beträgt, gewünscht. Beträgt der Anteil der Maleimidverbindung weniger als 10 Gewichtsanteile, kann ein vorgesehener hinreichender Flammschutz nicht erhalten werden, wenn die Harzverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung als eine Isolierschicht auf dem Kupfer-kaschierten Laminat ausgehärtet ist. Werden hingegen von der Maleimidverbindung 50 Gewichtsanteile oder mehr verwendet, wird das ausgehärtete Harz extrem brüchig und seine mechanischen Eigenschaften verschlechtern sich ebenfalls, so dass die Betriebssicherheit in Bezug auf Stoßfestigkeit oder Belastbarkeit etc. der resultierenden gedruckten Leiterplatte gefährdet wird. Solch eine Verschlechterung in den mechanischen Eigenschaften führt zu einem extrem kritischen Fehler bei einer gedruckten Leiterplatte, an der eine Last eines Zeilentransformators, der mehrere Kilogramm Last aufweist, direkt angelegt wird, wie zum Beispiel bei einer Hauptplatine, die beispielsweise in einen Fernseher eingebaut worden ist.
Die gemäß der vorliegenden Erfindung wie oben beschriebene Harzverbindung, die als ein Material zur Fertigung einer dielektrischen Zwischenschicht des Kupfer-kaschierten Laminats verwendet wird, macht es möglich, einer gedruckten Leiterplatte, die aus dem Kupfer-kaschierten Laminat erhalten wird, eine hervorragende Hitzbeständigkeit und Flammbeständigkeit zu verleihen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer wie hierin beschriebenen Harzverbindung bereit, wobei das Verfahren die Bereitstellung der Bestandteile (a) bis (e), wie hierin beschrieben und das Auflösen der Bestandteile in einem organischen Lösungsmittel zu einem Feststoffgehalt von 40 bis 50 Gewichts-% umfasst, worin die Zusammensetzung in Abwesenheit des Lösungsmittels 20 bis 70 Gewichtsanteile Epoxidharz, 5 bis 30 Gewichtsanteile Polymere, die quervernetzbare funktionelle Gruppen innerhalb eines Moleküls aufweisen, 10 bis 50 Gewichtsanteile Maleimidverbindungen, die wärmehärtende Eigenschaften aufweisen und der Rest Quervernetzer und Triazinringe enthaltender Phenol-Novolak-Epoxidharzhärter ist, vorausgesetzt, dass die Gesamtmenge der Zusammensetzung ausschließlich eines Lösungsmittels 100 Gewichtsanteile beträgt, umfasst.
Der Feststoffgehalt, der, nachdem die Zusammensetzung dem Lösungsmittel zugesetzt und in diesem aufgelöst wird, 40 bis 50 Gewichts-% beträgt, kann aus dem für den Erhalt der Harzverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Mischungsverhältnis abgeleitet werden.
Die Bedeutungen des Mischungsverhältnisses der jeweiligen Harzbestandteile und eines Härters etc. sind die, wie oben beschrieben. Ein Grund für die Definition eines Feststoffgehaltes (nachdem die Zusammensetzung dem Lösungsmittel zugesetzt und in diesem aufgelöst wird) ist der, dass ein geeigneter Viskositätsbereich, der imstande ist, die Harzschichtdicke vorzugsweise zu steuern, innerhalb dieses Bereichs erhalten werden kann, wenn eine harzbeschichtete Kupferfolie oder eine Harzplatte gebildet wird. Das heißt, wenn die Feststoffe weniger als 40 Gewichts-% betragen, wird die Viskosität des Harzes niedriger und seine Fließfähigkeit wird zu groß, so dass eine Schichtdicke der resultierenden Harzschicht übermäßig reduziert wird. Wenn die Feststoffe im Gegensatz dazu einen Betrag von 50 Gewichts-% überschreiten, wird die Viskosität des Harzes erhöht und seine Fließfähigkeit wird zu gering, so dass eine Schichtdicke der resultierenden Harzschicht übermäßig erhöht wird.
Zusätzlich ist es bevorzugt, als ein Lösungsmittel, das für den Erhalt der Harzverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein gemischtes Lösungsmittel aus N-Methylpyrrolidon und Methyl-Ethylketon zu verwenden, das ein Mischungsverhältnis von N-Methylpyrrolidon/Methyl-Ethylketon = 50/50 bis 40/60 (nach Gewicht) aufweist.
Daher ist es gewünscht, als ein Lösungsmittel, das im Allgemeinen für das Auflösen eines Harzes gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, einen einzelnen Bestandteil, wie beispielsweise Methyl-Ethylketon zu verwenden, der sich während des Trocknungsprozesses leicht verflüchtigt. Jedoch beinhalten Bestandteile des Harzes gemäß der vorliegenden Erfindung Maleimidverbindungen, so dass es beinahe unmöglich ist, die Verbindungen unter Verwendung von Methyl-Ethylketon allein aufzulösen. Deshalb haben die Erfinder die Verwendung des gemischten Lösungsmittels aus N-Methylpyrrolidon und Methyl-Ethylketon vorgesehen.
Gemäß einem Vergleich einer Eigenschaft dieses Methyl-Ethylketons mit der von N-Methylpyrrolidon beträgt der Siedepunkt des Methyl-Ethylketons 79,6°C, wohingegen der Siedepunkt des N-Methylpyrrolidons etwa 200°C beträgt. Daher kann gesagt werden, dass das N-Methylpyrrolidon in Bezug auf die Flüchtigkeit beständiger als Methyl-Ethylketon ist. Aus diesen Gründen sollte die Verwendungsmenge des N-Methylpyrrolidons minimiert werden und in einem Bereich liegen, in dem die für die vorliegende Erfindung verwendeten Maleimidverbindungen aufgelöst werden können.
Wie oben erwähnt, haben sich die Erfinder im Ergebnis unserer intensiven Studien entschlossen, dass die für die vorliegende Erfindung verwendeten Maleimidverbindungen leicht in dem gemischten Lösungsmittel, das eine bestimmte Menge an N-Methylpyrrolidon beinhaltet, aufgelöst werden können, das heißt, dass das Verhältnis von N-Methylpyrrolidon/Methyl-Ethylketon in dem gemischten Lösungsmittel mindestens 40/60 (nach Gewicht) beträgt. Übersteigt das Verhältnis von N-Methylpyrrolidon/Methyl-Ethylketon 50/50 (nach Gewicht), wird eine üblicherweise erforderliche Verflüchtigungsgeschwindigkeit nicht erreicht, so dass die industrielle Produktivität nicht zufriedenstellend ist.
Das folgende Verfahren wird in Betracht gezogen, wenn die dielektrische Zwischenschicht des Kupfer-kaschierten Laminats unter Verwendung dieser Harzbestandteile gefertigt wird. Eine Harzplatte, die in einem halb-ausgehärtetem Zustand verarbeitet wird, wird, wie im Falle der Verwendung des Prepregs zwischen ein Innenschicht-Ausgangsmaterial und eine Außenlagen-Kupferfolie integriert und dann einer Heißpressformung unterzogen, um ein Kupfer-kaschiertes Laminat erhalten zu können.
Daher stellt die vorliegende Erfindung auch eine Zusammensetzung, wie hierin beschrieben, in der Form einer Harzplatte zur Bildung einer isolierenden Schicht eines Kupfer-kaschierten Laminats bereit, worin sich die Platte in einem halb-ausgehärtetem Zustand befindet. Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein, durch die Verwendung dieser Harzplatte hergestelltes, Kupfer-kaschiertes Laminat bereit.
Das Verfahren zur Verarbeitung der Harzverbindung zu der Harzplatte kann ein Verfahren zur Verarbeitung der Harzverbindung zu einer Platte gemäß der vorliegenden Erfindung sein, wobei sich die Harzverbindung in einem halb-ausgehärtetem Zustand befindet, oder es kann ein Verfahren sein, worin eine Harzschicht, die eine festgelegte Dicke aufweist, auf einem Plastikfilm als ein Träger gebildet wird und der Träger zum Zeitpunkt der Verwendung abgelöst wird.
Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung eine Kupferfolie bereit, die als Beschichtung auf deren Oberfläche eine wie hierin beschriebene Harzzusammensetzung aufweist. Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Kupfer-kaschiertes Laminat bereit, das aus dieser Kupferfolie gebildet ist.
Die oben erwähnten Gegenstände werden beansprucht, da die Harzverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung der harzbeschichteten Kupferfolie verwendet werden kann und diese harzbeschichtete Kupferfolie kann zur Herstellung des Kupfer-kaschierten Laminats verwendet werden.
Wie für die Herstellung der harzbeschichteten Kupferfolie wird eine halb-ausgehärtete Harzschicht auf einer Oberfläche der Kupferfolie durch Aufbringen der Harzverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine adhäsive Oberfläche der Kupferfolie auf das Innenschicht-Ausgangsmaterial bis zu einer festgelegten Dicke und anschließendes Trocknen der Harzverbindung gebildet, unter der Verwendung der Harzbeschichtungsvorrichtung, die als eine sogenannte Kantenauftragsmaschine oder Beschichtungsmaschine bezeichnet wird.
Wird die harzbeschichtete Kupferfolie wie die gewöhnliche Kupferfolie verwendet, wird es möglich, das Kupfer-kaschierte Laminat ohne die Verwendung von Materialien zur Herstellung der isolierenden Schicht, wie beispielsweise ein Prepreg herzustellen.
Da Gerüstwerkstoffe nicht wie im Falle des FR-4 Prepregs enthalten sind, weist das erhaltene Kupfer-kaschierte Laminat eine ausgezeichnete Oberflächenglattheit auf, wodurch es möglich ist, eine gute Registrierung bereitzustellen. Ebenso ist es leicht, Feingewindeschaltkreise zu bilden und es weist hinsichtlich der Kontaktlochbohrungen durch Laserbearbeitung eine ausgezeichnete Bildungsgenauigkeit auf und es weist ebenso eine ausgezeichnete Hitzbeständigkeit und Flammbeständigkeit auf.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden bei der Beschreibung der Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung detailierter beschrieben.
Beispiel 1: In diesem Beispiel wurde eine Harzverbindung durch Vermischung von 30 Gewichtsanteilen einer Polymermischung, 30 Gewichtsanteilen eines Epoxidharzes, das zwei oder mehrere Glycidylgruppen pro Molekül aufweist, 21 Gewichtsanteilen einer Maleimidverbindung, die wärmehärtende Eigenschaften aufweist und 19 Gewichtsanteilen eines Phenol-Novolak-Epoxidharzhärters, der Triazinringe innerhalb eines Moleküls aufweist, erhalten. Jedes der hierin aufgeführten Mischungsverhältnisse stellt ein auf Feststoffen basierendes Verhältnis dar.
Die Polymermischung bedeutet hierin eine Mischung eines Polymers, das quervernetzbare funktionelle Gruppen innerhalb eines Moleküls aufweist und seiner Quervernetzer. Speziell wurde die Polymermischung durch Mischung von Bisphenol A-Phenoxyharz, das als funktionelle Gruppen Hydroxylgruppen aufweist und ein durchschnittliches Molekulargewicht von 4800, basierend auf enthaltenem Polystyrol aufweist, mit blockiertem Isocyanat als Quervernetzer (Collonate AP, hergestellt durch Nihon Polyurethane Inc., Handelsname) in einem Verhältnis von 10:2 (nach Gewicht).
Als das Epoxidharz, das zwei oder mehrere Glycidylgruppen pro Molekül aufweist, wurde O-Kresol-Epoxidharz, das ein Epoxidäquivalent von 195 besitzt, verwendet. Als die Maleimidverbindung, die eine wärmehärtende Eigenschaft aufweist, wurde N,N'-(4,4-Diphenylmethan)bismaleimid verwendet.
Als der Phenol-Novolak-Epoxidharzhärter, der Triazinringe innerhalb eines Moleküls aufweist, wurde LA-7054 (hergestellt durch Dainippon Ink and Chemicals, Inc. AT Novolakharz) verwendet.
Das so wie oben beschriebene gemischte Harz wurde dann zu einem gemischten Lösungsmittel, das ein Verhältnis von N-Methylpyrrolidon/Methyl-Ethylketon = 50/50 (nach Gewicht) aufweist, zugesetzt, gerührt und aufgelöst, so dass die Feststoffe in einem Gehalt von 40 Gewichts-% vorlagen. Dann wurde die Harzverbindung erhalten.
Beispiel 2: Bei der Herstellung einer Harzverbindung in diesem Beispiel wurden Mischungsverhältnisse verwendet, die im Wesentlichen ähnlich zu den in Beispiel 1 Verwendeten waren. Daher werden nur die unterschiedlichen Teile beschrieben und die selben Beschreibungen wie im Fall von Beispiel 1 werden weggelassen.
Der unterschiedliche Teil ist, dass Polyäthersulfonharz, das eine Hydroxylgruppe an einem Ende des Moleküls aufweist, anstatt der in Beispiel 1 verwendeten Polymermischung verwendet wurde. In diesem Fall wurde ein Quervernetzer nicht gesondert zu dem Polyäthersulfonharz zugesetzt, da dieses Polyäthersulfonharz eine Quervernetzungsreaktion mit dem Epoxidharz ohne den Zusatz irgendeines Quervernetzers verursachte. Diese Mischung wurde zu einer harzbeschichteten Kupferfolie verarbeitet, anschließend wurde eine Mehrlagen-Kupfer-kaschierte gedruckte Leiterplatte gemäß dem zu Beispiel 1 ähnlichen Verfahren erhalten.
Beispiel 3: In diesem Beispiel wurde eine Harzverbindung durch ein Modifizieren des Mischungsverhältnisses eines in Beispiel 1 verwendeten Harzes hergestellt, so dass in diesem Beispiel nur das Mischungsverhältnis von den oben beschriebenen Beispielen verschieden war. Daher wird nur das Mischungsverhältnis beschrieben und die selben Beschreibungen, wie in den vorherigen Beispielen werden weggelassen.
Die Mischungsverhältnisse betrugen 20 Gewichtsanteile einer Polymermischung, 40 Gewichtsanteile O-Kresol-Epoxidharz, 26 Gewichtsanteile N,N'-(4,4-Diphenylmethan)bismaleimid und 14 Gewichtsanteile AT-Novolakharz. Die Verältnisse wurden basierend auf einem Feststoffgehalt erhalten, der ebenfalls der selbe wie in Beispiel 1 ist.
Die Erfinder stellten weiterhin eine Harzverbindung her, die für einen Vergleich der Güte einer Harzverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung mit der auf konventionellem Niveau verwendet wurde. Diese Verbindungen werden in den folgenden Vergleichsbeispielen 1 bis 3 beschrieben.
Vergleichsbeispiel 1: Eine Harzverbindung wurde durch Benutzung der selben Harzart, wie in Beispiel 1 verwendet und durch Modifizieren des Mischungsverhältnisses eines jeden Harzes wie wie folgt, erhalten.
Die Mischungsverhältnisse betrugen in diesem Fall 30 Gewichtsanteile einer Polymermischung, 43 Gewichtsanteile O-Kresol-Epoxidharz und 27 Gewichtsanteile AT-Novolakharz. Die Werte wurden ebenfalls basierend auf einem Feststoffgehalt erhalten.
Vergleichsbeispiel 2: Eine Harzverbindung wurde unter Verwendung von Polyäthersulfon, das im Gegensatz zu der in Beispiel 1 verwendeten Polymermischung keine reaktiven funktionellen Gruppen aufweist, erhalten. Die Mischungsverhältnisse und die Herstellungsbedingungen waren in diesem Fall die selben wie in Beispiel 1.
Vergleichsbeispiel 3: Eine Harzverbindung wurde unter Verwendung eines kommerziell erhältlichen Kresol-Novolak-Epoxidharzhärters anstatt des in Beispiel 1 verwendeten AT-Novolakharzes erhalten. Die Mischungsverhältnisse und die Herstellungsbedingungen waren in diesem Fall die selben wie in Beispiel 1.
Um die Leistungsfähigkeit der in den oben beschriebenen Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 zu verifizieren, wurde jede dieser Harzverbindungen auf eine matte Seite der elektrolytischen Kupferfolie, die eine nominale Dicke von 18 μm aufweist, aufgebracht, anschließend luftgetrocknet und auf 160°C für 5 Minuten erhitzt, um eine harzbeschichtete Kupferfolie, die eine halb-ausgehärtete Harzschicht aufweist, zu erhalten. Die Dicker der Harzschicht betrug zu dieser Zeit 80 bis 82 μm. Die harzbeschichtete Kupferfolie wurde auf beiden Seiten des FR-4 Innenschicht-Ausgangsmaterials, auf dem eine vorgegebene Schaltung gebildet wurde, durch Heißpressformung laminiert (eine Kerndicke von 0,5 mm, Kupferfoliendicke 35 μm). Die harzbeschichtete Kupferfolie wurde beschichtet, so dass sich ihre Harzschicht in Kontakt mit dem Innenschicht-Ausgangsmaterial befand und einer Heißpressformung für zwei Stunden bei Anwendung eines Druckes von 20 kg/cm² und bei einer Temperatur von 180°C unterzogen. Anschließend wurde ein Mehrlagen-Kupfer-kaschiertes Laminat, das vier Kupferfolienlagen aufweist, erhalten.
Dann wurde dieses Mehrlagen-Kupfer-kaschierte Laminat verwendet, um den auf den UL796-Richtlinien und der UL94 basierenden Entflammbarkeitstest durchzuführen, um dessen Flammbeständigkeit zu vergleichen.
Das Verfahren dieses Tests wurde wie folgt durchgeführt. Eine Probe für den Entflammbarkeitstest wurde auf eine Größe von 127 mm Länge und 12,7 mm Breite gebracht und so verarbeitet, dass ihr Kantenbereich eine flache Gestalt aufwies. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Kupferfolie als ein leitendes Material, das eine nominale Dicke von 18 μm aufweist und als eine äußere Schicht bestimmt war, ausgeätzt, so dass die Schichtdicke nach Entfernen der äußeren Kupferfolien-Außenlage 150 μm betrug.
Um die Hitzbeständigkeit zu beurteilen, wurde eine Lötleitung bei einer Temperatur von 260°C verwendet, um den Löthitzetest, basierend auf Abschnitt 5.5 der JIS C 6481, durchzuführen, ohne die Kupferfolien-Außenlage zu entfernen und die Dauer bis zur Blasenbildung des Kupfer-kaschierten Laminats wurde gemessen.
Das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt. Wie aus dieser Tabelle ersichtlich, sind – wenn die Vergleichsbeispiele 1 bis 3 mit den Beispielen 1 bis 3 verglichen werden – im Falle der Vergleichsbeispiele keine Proben vorhanden, die sowohl eine Löthitzbeständigkeit als auch eine Flammbeständigkeit aufweisen, wohingegen die Proben im Falle der Beispiele sowohl Löthitzbeständigkeit- als auch Flammbeständigkeitseigenschaften aufweisen, so dass es möglich wird, ein Kupfer-kaschiertes Laminat, dass in seiner Gesamtheit hervorragend ist. herzustellen.
Tabelle 1
Der 94V-0 Grad, der die Flammbeständigkeit repräsentiert, ist wie folgt definiert. Das Kupfer-kaschierte Laminat wird zuerst mit einer Flamme eines Brenners für 9,5 bis 10,5 Sekunden unter den in der Richtlinie definierten Bedingungen in Kontakt gebracht, dann werden eine Nachbrennzeit (t₁), welche die Zeit ist, der es bedarf bis die Flamme erloschen ist, nachdem der Brenner von der Probe in einer festgelegten Entfernung getrennt wird, eine Nachbrennzeit (t₂), nachdem die Probe ein zweites Mal mit der Flamme des Brenners in der selben Art wie oben beschrieben in Kontakt gebracht wird und eine Rauchandauerzeit (t₃) gemessen. In diesem Fall bedeutet der 94V-0 Grad, dass jede der fünf Proben, die einen Satz darstellen, die folgenden Bedingungen erfüllt: sowohl t₁ als auch t₂ betragen 10 Sekunden oder weniger, t₁ + t₂ beträgt 50 Sekunden oder weniger, t₂ + t₃ beträgt 30 Sekunden oder weniger; Flammen oder Rauch, die bzw. der an der Befestigung, welche die Probe hält verharrt, können nicht beobachtet werden und eine entflammbare Substanz oder Tropfen können in einer vorbestimmten Baumwolle, die als Fänger verwendet wird, nicht vorgefunden werden.
Im Gegensatz dazu wird der 94V-1 Grad wie folgt definiert. Das Kupfer-kaschierte Laminat wird zuerst mit einer Flamme eines Brenners für 9,5 bis 10,5 Sekunden unter den in der Richtlinie definierten Bedingungen in Kontakt gebracht, dann werden eine Nachbrennzeit (t₁), welche die Zeit ist, der es bedarf bis die Flamme erloschen ist, nachdem der Brenner von der Probe in einer festgelegten Entfernung getrennt wird, eine Nachbrennzeit (t₂), nachdem die Probe ein zweites Mal mit der Flamme des Brenners in einer ähnlichen Art wie oben beschrieben in Kontakt gebracht wird und eine Rauchandauerzeit (t₃) gemessen. In diesem Fall bedeutet der 94V-1 Grad, dass jede der fünf Proben, die einen Satz darstellen, die folgenden Bedingungen erfüllt: sowohl t₁ als auch t₂ betragen 30 Sekunden oder weniger, t₁ + t₂ beträgt 250 Sekunden oder weniger, t₂ + t₃ beträgt 60 Sekunden oder weniger; Flammen oder Rauch, die bzw. der an der Befestigung, welche die Probe hält verharrt, können nicht beobachtet werden und eine entflammbare Substanz oder Tropfen können in einer vorbestimmten Baumwolle, die als Fänger verwendet wird, nicht vorgefunden werden. Daher ist die Flammbeständigkeit für den 94V-0 Grad kritischer als die für den 94V-1 Grad, so dass das Kupfer-kaschierte Laminat, das die Harzverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, hinsichtlich seiner Hitzbeständigkeit ausgezeichnet ist und einen hohen Flammschutz aufweist.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Fertigung einer dielektrischen Zwischenschicht eines Kupfer-kaschierten Laminats unter Verwendung einer Harzverbindung gemäß der vorliegenden Verbindung verbessert in großem Maße sowohl die Hitzbeständigkeit als auch die Flammbeständigkeit im Hinblick auf das Kupfer-kaschierte Laminat oder eine gedruckte Leiterplatte, macht es möglich, einen Feingewindeschaltkreis zu bilden und ein Kupfer-kaschiertes Laminat bereitzustellen, an dem eine Laserperforation leicht durchgeführt werden kann und gestattet weiterhin eine außergewöhnlich hohe Betriebssicherheit während eines Herstellungsverfahrens und bei der Verwendung der gedruckten Leiterplatte. Daher können feuergefährliche Unfälle, die bei Heimelektronik-Produkten und bei verschiedenen Arten elektronischer Produkte auftreten, verhindert werden und die Produkte können auch unter dem Gesichtspunkt der Produkthaftung in ausgezeichnetem Zustand geliefert werden. Darüber hinaus ist die Harzverbindung gemäß der vorliegenden Verbindung frei von Halogenelementen, so dass die Verbindung auch unter dem Gesichtspunkt des Natur- und Umweltschutzes wünschenswert ist.

Claims

Harzzusammensetzung zur Herstellung einer dielektrischen Zwischenschicht einer gedruckten Leiterplatte, wobei die Zusammensetzung umfasst (a) ein Epoxid-basiertes Harz, umfassend ein oder mehrere Epoxidharze, welche zwei oder mehrere Glycidylgruppen pro Molekül besitzen, (b) ein Phenol-Novolak-Epoxidhärter, welcher Triazinringe enthält, wobei der Stickstoffgehalt des Härters 5 bis 25 Gewichts-% beträgt, (c) eine oder mehrere Maleimidverbindungen, welche wärmehärtende Eigenschaften besitzen, (d) ein oder mehrere Polymere, welche vernetzbare funktionelle Gruppen besitzen und (e) einen Vernetzer und wobei die Zusammensetzung durch Auflösen ihrer Bestandteile in einem organischem Lösungsmittel ausgebildet wird und frei von Halogenelementen ist.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren Epoxidharze, welche zwei oder mehrere Glycidylgruppen pro Molekül besitzen, frei von Halogenelementen sind und aus Bisphenol A-Epoxidharz, Bisphenol F-Epoxidharz, Novolak-Epoxidharz, Kresol-Novolak-Epoxidharz und Glycidylamin-Epoxidharz oder einer Mischung davon ausgewählt sind.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das eine oder die mehreren Polymere, welche vernetzbare funktionelle Gruppen besitzen, aus Polyäthersulfonharz, das eine Hydroxylgruppe an einem Ende aufweist, Polyvinylacetalharz, das wiederholte Hydroxylgruppen innerhalb eines Moleküls aufweist, Phenoxyharz oder einer Mischung davon ausgewählt sind.
Harzzusammensetzung nach einem der vorherigen Anspruche, wobei der Phenol-Novolak-Epoxidhärter, welcher Triazinringe enthält, (i) Melamin oder Benzoguanamin oder beide und (ii) eine aus einer Kondensationsreaktion von Phenolen mit Formaldehyden erhaltenen Verbindung umfasst und wobei der Härter einen Stickstoffgehalt von 5 bis 25 Gewichts-% aufweist.
Harzzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die eine oder mehreren Maleimidverbindungen, welche wärmehärtende Eigenschaften besitzen, aus N,N'-(4,4-Diphenylmethan)bismaleimid, Bis(3-äthyl-5-methyl-4-maleimidphenyl)methan, 2,2-Bis[4-(4-maleimidphenyl)phenyl]propan und wärmehärtenden Maleimidverbindungen, die durch eine Michael-Additionsreaktion dieser Maleimidverbindungen und Polyaminen erhalten werden, oder Mischungen davon ausgewählt sind.
Verfahren zur Herstellung der in einem der Ansprüche 1 bis 5 definierten Harzzusammensetzung, umfassend die Bereitstellung der wie in Anspruch 1 definierten Bestandteile (a) bis (e) und das Auflösen dieser Bestandteile in einem organischen Lösungsmittel bis zu einem Feststoffgehalt von 40 bis 50 Gewichts-%, wobei die Zusammensetzung ohne das Lösungsmittel 20–70 Gewichtsanteile Epoxidharze, 5 bis 30 Gewichtsanteile Polymere, die vernetzbare funktionelle Gruppen innerhalb eines Moleküls besitzen, 10 bis 50 Gewichtsanteile Maleimidverbindungen, die wärmehärtende Eigenschaften besitzen, umfasst und der Rest der Vernetzer und Triazinringe enthaltender Phenol-Novolak-Epoxidharzhärter ist, unter der Vorgabe, dass die Gesamtmenge der Zusammensetzung bei Ausschluss des Lösungsmittels 100 Gewichtsanteile beträgt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Lösungsmittel ein gemischtes Lösungsmittel aus N-methylpyrrolidon und Methyläthylketon ist, wobei das Mischungsverhältnis von N-methylpyrrolidon/Methyläthylketon in dem Bereich von 50/50 bis 40/60 (bezogen auf das Gewicht) liegt.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in Form einer Harzschicht zur Bildung einer isolierenden Schicht aus Kupfer-kaschiertem Laminat, wobei sich die Schicht in einem halb-ausgehärteten Zustand befindet.
Kupferfolie, deren Oberflächenbeschichtung eine Harzzusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 definiert ist aufweist.
Kupfer-kaschiertes Laminat, hergestellt unter Verwendung einer Harzschicht, wie in Anspruch 8 definiert.
Kupfer-kaschiertes Laminat, welches aus der in Anspruch 9 definierten Kupferfolie gebildet ist.