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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Epoxyharzzusammensetzungen,
die sich für
gedruckte Leiterplatten eignen, sowie auch auf gedruckte Leiterplatten,
welche diese enthalten.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Mit
der wachsenden Nachfrage nach mehr Kompaktheit und höherer Leistung
von elektronischen Vorrichtungen werden in fortschreitendem Maß die in
diesen eingeschlossenen gedruckten Leiterplatten mit höherer Dichte
gepackt, indem Mehrschicht- und
Dünnfilmlaminierung,
ein verminderter Durchmesser von plattierten durchgehenden Löchern, ein
kleiner Abstand zwischen den Löchern
und dergleichen vorgesehen werden. Ferner wird für gedruckte Leiterplatten,
die in Informations-Empfänger
montiert werden, wie Mobiltelefone, tragbare Computer und so weiter,
welche eine Plastikverpackung mit direkter Montage eines MPU auf
die gedruckte Leiterplatte erfordern andere Arten von gedruckten
Leiterplatten, die für
verschiedene Typen von Modulen geeignet sind, gefordert, dass eine
große
Menge an Information bei höherer
Geschwindigkeit verarbeitet werden kann wodurch eine größere Geschwindigkeit
der Signalverarbeitung, ein niedrigerer Übertragungsverlust und eine
weitere Verkleinerung der Komponenten und des Systems gefordert
wird. Daher wird mit dem Trend einer elektronischen Packung mit
höherer
Dichte ein feineres Verdrahtungsmuster stärker als vorher gefordert.
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Ein
im Wesentlichen verbessertes Material mit ausgezeichneter Wärmebeständigkeit
und einer hohen Tg wird für
solche gedruckte Leiterplatten und solche für ein Modul gefordert, auf
welchem MPUs angeordnet sind, um die Verlässlichkeit ihrer Leiterverbindungen
vollständig
zu gewährleisten.
Da jedoch konventionelle Harzmaterialien, die eine hohe Tg haben,
dazu nei gen, mechanisch hart und spröde zu sein, tritt der Nachteil auf,
dass sie schlechtes Haftvermögen
gegenüber
Kupferfolie haben. Ein Harzmaterial mit geringer Haftung an Kupferfolie
neigt dazu, während
des Formens und Packens eines Substrats Abschälen und/oder Unterbrechen der
Verdrahtung zu verursachen. Daher wird mit dem Fortschritt einer
Verdrahtungstechnik mit feinerem Muster das Haftvermögen an Kupferfolie
unerlässlicher.
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In
weitem Umfang werden konventionelle gedruckte Leiterplatten benutzt,
für die
ein Epoxyharz verwendet wird, das mit Dicyandiamid gehärtet wurde.
Dieses mit Dicyandiamid gehärtete
Epoxyharz hat jedoch den Nachteil, dass seine hygroskopische Eigenschaft
die Tendenz hat, anzusteigen. Es wird daher schwierig, die Forderung
nach erhöhter
Verlässlichkeit
der Isolierung zu befriedigen, die zum Verwirklichen einer gedruckten
Leiterplatte der nächsten
Generation mit einer höheren
Packungsdichte gestellt wird.
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Im
Gegensatz dazu, hat ein System, in dem ein multifunktionelles Phenolharz
als Härtungsmittel
verwendet wird, niedere Wasserabsorption und kann eine gedruckte
Leiterplatte mit einer höheren
Tg als 170°C bereitstellen.
Wie jedoch vorstehend erwähnt
ist, ist das Harzmaterial mit einer hohen Tg hart und spröde und darüber hinaus
hat eine gehärtete
multifunktionelle Phenolgruppe eine geringere Haftfestigkeit gegenüber einer
Kupferfolie, weil das Harz eine niedrigere Polarität als die
mit Dicyandiamid gehärtete
Gruppe hat.
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Ein
Verfahren zum Verbessern der Hafteigenschaften zwischen der Kupferfolie
und dem Harz, das bereits durchgeführt wurde, umfasst eine Behandlung
der Kupferfolie mit einem Kupplungsmittel und dergleichen, wie in
der offen gelegten JPA Nr. 54-48879
beschrieben ist. Jedoch ist es nicht möglich, für solche harte und spröde Harzgruppen
mit einer höheren
Tg eine ausrei chende chemische Bindung lediglich durch Behandlung
mit kommerziell erhältlichen
Kupplungsmitteln zu erreichen, sodass diese chemische Bindung schlechter als
die von konventionellem FR-4 ist. Ein weiteres Verfahren zur Behandlung
der Kupferfolie mit einem Silankupplungsmittel zeigt die Schwierigkeit,
dass der auf dem Substrat nach der Ausbildung der Leitungen verbleibende
Rückstand
eine Dekontaminierung in dem nachfolgenden Plattierungsverfahren
verursacht und die Haftung gegenüber
Lot-Resists beeinträchtigt.
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Die
EP 728789A2 offenbart
eine Epoxyharzzusammensetzung, die aus einem Epoxyharz, einem Härtungsmittel,
einem Härtungspromoter
und einem Lösungsmittel
zum Auflösen
des Härtungspromoters
besteht.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich darauf, diese mit dem Stand der
Technik verbundenen Probleme zu lösen und eine Epoxyharzzusammensetzung
und eine gedruckte Leiterplatte unter deren Verwendung bereitzustellen,
die niedere hygroskopische Eigenschaften, ausgezeichnete Wärmebeständigkeit
und gutes Haftvermögen
gegenüber
Kupferfolien hat.
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Diese
Epoxyharzzusammensetzung und die unter deren Verwendung erhaltene
gedruckte Leiterplatte werden mit Hilfe einer Epoxyharzzusammensetzung
gebildet, welche umfasst:
(a) ein wie nachstehend aufgeführtes Epoxyharz,
(b) eine multifunktionelle Phenolgruppe, (c) einen Härtungsbeschleuniger
und (d) ein Melamin-modifiziertes Phenol-Novolac-Harz.
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Außerdem ist
in der erfindungsgemäßen Epoxyharzzusammensetzung
zur Verwendung in der gedruckten Leiterplatte vorzugsweise das Äquivalentgewicht
der phenolischen Hydroxylgruppe in dem multifunktionellen Phenol
(b) zu dem der Epoxygruppe des Epoxyharzes in einem Bereich von
0,5 bis 1,5 und der Härtungsbe schleuniger
(c) liegt im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-Teile
des Epoxyharzes. Die Verbindung (d) ist in einem Bereich von 0,1
bis 10 Gew.-%, bezogen auf das feste Harz, enthalten. Stärker bevorzugt
enthält
zusätzlich
zu den obigen Bestandteilen (a) bis (d) die erfindungsgemäße Epoxyharzzusammensetzung
(e) ein Flammschutzmittel, welches vorzugsweise ein Tetrabrombisphenol
A oder ein Glycidylether von Tetrabrombisphenol A ist.
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Darüber hinaus
wird die erfindungsgemäße Epoxyharzzusammensetzung
zur Verwendung in der gedruckten Leiterplatte, die oben beschrieben
wurde, als Lack vorgesehen, mit dem ein Grundmaterial imprägniert wird,
unter Ausbildung eines Prepreg getrocknet wird, wobei auf einer
oder beiden Oberflächen
des Prepregs, von denen mehrere aufeinander geschichtet werden können, eine
Metallfolie aufgelegt wird und dann die Anordnung unter Druck erhitzt
wird, um die gedruckte Leiterplatte zu bilden.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung werden nachstehend ausführlich beschrieben.
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Das
oben beschriebene Epoxyharz (a) wird aus der Gruppe ausgewählt, welche
folgende umfasst: Epoxyharz des Bisphenol A-Typs, Epoxyharz des Bisphenol F-Typs,
Epoxyharz des Bisphenol S-Typs, Epoxyharz des Biphenol-Typs, Epoxyharz
des Phenol-Novolac-Typs,
Epoxyharz des Cresol-Novolac-Typs, Epoxyharz des Bisphenol A-Novolac-Typs,
Epoxyharz des Bisphenol F-Novolac-Typs, Epoxyharz des Phenol-Salicylaldehyd-Novolac-Typs,
alicyclisches Epoxyharz, aliphatisches Epoxyharz, Epoxyharz des
Glycidylether-Typs, und andere Verbindungen, wie Glycidylether-Verbindung
mit bifunktioneller Phenolgruppe, Glycidylether-Verbindung mit bifunktioneller
Alkoholgruppe, Glycidylether-Verbindung mit Polyphenolgruppe, Polyphenol-Glycidyl ether-Verbindung
und deren Hydride oder Halogenverbindungen. Es kann eine Kombination dieser
Verbindungen eingesetzt werden.
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Die
vorstehend beschriebene multifunktionelle Phenolgruppe (b) kann
aus der Gruppe der Verbindungen gewählt werden, welche umfasst:
Bisphenol F, Bisphenol A, Bisphenol S, Polyvinylphenol und Novolac-Harz
oder dessen Halogenverbindungen, das erhalten wird durch Additionskondensation
einer Phenolgruppe, wie Phenol, Cresol, Alkylphenol, Catechol, Bisphenol
F, Bisphenol A und Bisphenol S mit einer Aldehydgruppe. Das Molekulargewicht
jeder dieser Verbindungen ist nicht speziell beschränkt und
diese können in
Kombination verwendet werden. Die Menge für die Zugabe der Phenol-Hydroxylgruppe
ist vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 1,5 Äquivalentgewicht bezogen auf
die Epoxygruppe des Epoxyharzes. Wenn sie außerhalb dieses Bereiches liegt,
tritt das Problem auf, dass die dielektrische Eigenschaft und die
Wärmebeständigkeit
verschlechtert werden können.
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Der
vorstehend beschriebene Härtungsbeschleuniger
(c) kann irgendeine Verbindung sein, falls diese die Wirkung zur
Beschleunigung der chemischen Reaktion Epoxygruppe mit der phenolischen
Hydroxylgruppe hat, welches beispielsweise Alkalimetallverbindungen,
Erdalkalimetallverbindungen, Imidazolverbindungen, organische Phosphorverbindungen,
sekundäre
Amine, tertiäre
Amine, Tetraammoniumsalze und dergleichen einschließt. Wenn
eine Imidazolverbindung verwendet wird, deren Iminogruppe mit Acrylnitril,
Isocyanat, Melaminacrylat oder dergleichen maskiert ist, kann vorteilhaft
ein Prepreg vorgesehen werden, das eine ausgezeichnete Topfzeit-Beständigkeit
hat, die zweimal so hoch oder mehr als die eines konventionellen
Produkts ist.
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Die
hier verwendeten Imidazolverbindungen umfassen: Imidazol, 2-Ethylimidazol,
2-Ethyl-4-methylimidazol, 2-Phenylimidazol, 2-Undecylimidazol, 1-Benzyl-2-methylimidazol,
2-Heptadecylimidazol, 4,5-Diphenylimidazol, 2-Methylimidazolin,
2-2-Phenylimidazolin, 2-Undecylimidazolin, 2-Heptadecylimidazolin,
2-Isopropylimidazol,
2,4-Dimethylimidazol, 2-Phenyl-4-methylimidazol, 2-Ethylimidazolin,
2-Isopropylimidazolin, 2,4-Dimethylimidazolin, 2-Phenyl-4-methylimidazolin
und dergleichen. Das Maskierungsmittel schließt Acrylnitril, Phenylendiisocyanat,
Toluoldiisocyanat, Napthalindiisocyanat, Methylbisphenylisocyanat,
Isophorondiisocyanat, Melaminisocyanat und dergleichen ein. Diese
Härtungsbeschleuniger
können
in Kombination verwendet werden. Ihre Menge ist vorzugsweise im
Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile des
Epoxyharzes. Bei Verwendung von 0,01 Gew.-Teil oder weniger wird
die Beschleunigungswirkung vernachlässigbar und bei mehr als 5
Gew.-Teilen wird
die Stabilität
(Topfzeit) verschlechtert.
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Die
Verbindung (d) ist ein Melamin-modifiziertes Phenol-Novolac-Harz.
Vorzugsweise liegt der Stickstoffgehalt in dieser Verbindung im
Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den gesamten festen Harzanteil
der Epoxyharzzusammensetzung, die in der gedruckten Leiterplatte
vorliegt. Bei weniger als 0,1 Gew.-% Stickstoffgehalt ist es schwierig,
die Haftfestigkeit gegenüber
der Kupferfolie zu verbessern und bei einem Überschuss gegenüber 10 Gew.-%
steigt die Wasserabsorptionsrate an.
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Das
vorstehend beschriebene Flammschutzmittel (e) kann jedem Typ der
handelsüblichen
Flammschutzmittel angehören,
wozu beispielsweise Halogenverbindungen jeder der folgenden Verbindungen
gehören:
Epoxyharz des Bisphenol A-Typs, Epoxyharz des Bisphenol F-Typs,
Epoxyharz des Bisphenol S-Typs, Epoxyharz des Phenol-Novolac-Typs,
Epoxyharz des Cresol-Novolac-Typs, Epoxyharz des Bisphenol A-Novolac-Typs,
Epoxyharz des Bisphe nol F-Novolac-Typs, Epoxyharz des Phenol-Salicylaldehyd-Novolac-Typs, cyclische
aliphatische Epoxyharze, geradekettige aliphatische Epoxyharze,
Epoxyharz des Glycidylester-Typs (ether-Typs) und andere Halogenverbindungen
von Bisphenol A, Bisphenol F, Bisphenol S, Polyvinylphenol oder
solche der Phenolgruppe, einschließlich Phenol, Cresol, Alkylphenol,
Catechol, Bisphenol mit einem Novolac-Harz der Aldehydgruppe. Es
ist jedoch nicht auf diese beschränkt und es können ebenso
gut Antimontrioxid, Tetraphenylphosphin oder dergleichen in Kombination
verwendet werden.
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Wenn
die Epoxyharzzusammensetzung zur Verwendung für die gedruckte Leiterplatte
auf das Grundmaterial aufgetragen wird oder dieses damit getränkt wird,
kann ein Lösungsmittel
verwendet werden. Solche Lösungsmittel
umfassen Aceton, Methylethylketon, Toluol, Xylol, Methylisobutylketon,
Ethylacetat, Ethylenglykol-monomethylether, N,N-Dimethylacetamid,
Methanol, Ethanol, und dergleichen. Diese können in Kombination verwendet
werden.
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Ein
Grundmaterial, wie Glasfasern, Glasfaservlies oder Papier oder beliebiges
Gewebe ohne Verwendung von Glas wird mit dem Lack, der die erfindungsgemäße Epoxyharzzusammensetzung
zur Verwendung für
gedruckte Leiterplatten enthält,
die durch Mischen der vorstehend genannten Materialien (a) bis (e)
erhalten wird, imprägniert,
danach in einem Ofen bei Temperaturen im Bereich von 80 bis 200°C getrocknet,
wobei ein Prepreg der Epoxyharzzusammensetzung zur Verwendung für eine gedruckte
Leiterplatte erhalten wird. Das Prepreg wird unter Druck bei Temperaturen
von 150 bis 250°C
und 20 bis 80 kg/cm2 während 0,3 bis 3 Stunden erhitzt
und danach zur Herstellung einer gedruckten Leiterplatte oder einer
metallisierten Schichtstruktur verwendet.
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Das
Verfahren zum Erhitzen des Prepregs dient zum Entfernen des Lösungsmittels,
falls dieses verwendet wird, und zum Beseitigen der Fließfähigkeit
bei Raumtemperatur, wenn kein Lösungsmittel
verwendet wird.
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Die
Epoxyharzzusammensetzung und die unter ihrer Verwendung gebildete
gedruckte Leiterplatte werden erfindungsgemäß bereitgestellt und diese
zeigen geringe Wasserabsorption, hohe Wärmebeständigkeit und verbesserte Haftung
an Kupferfolien, wobei die Epoxyharzzusammensetzung besteht aus
(a) einem Epoxyharz, (b) einer multifunktionellen Phenolgruppe,
(c) einem Härtungsbeschleuniger
und (d) einem Melamin-modifizierten Phenol-Novolac-Harz.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
Erfindung wird anhand der nachstehend beschriebenen bevorzugten
Ausführungsformen
ausführlich
erläutert,
der Umfang der Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
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AUSFÜHRUNGSFORM 1:
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Ein
Lack unter Verwendung einer Epoxyharzzusammensetzung zur Verwendung
in einer gedruckten Leiterplatte wird hergestellt, wobei die Epoxyharzzusammensetzung
umfasst: (a) 100 Gew.-Teile eines Epoxyharzes vom Bisphenol A-Novolac-Typ
(hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals Inc., Epicron N-865
(Handelsname), Epoxy-Äquivalentgewicht,
207) als Epoxyharz, (b) 24 Gew.-Teile eines Phenol-Novolac-Harzes (hergestellt
von Hitachi Chemical Co. Ltd., HP-850N (Handelsname), Hydroxylgruppen-Äquivalentgewicht 108) als multifunktionelle
Phenolgruppe, (c) 0,3 Gew.-Teil 1-Cyanethyl-2-ethyl-4-methylimidazol
als Härtungsbeschleuniger,
und (d) 33,5 Gew.-Teile eines Melamin-modifizierten Phenol-Novolac-Harzes
(hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals Inc., Phenolite LA-7054
(Handelsname), Stickstoffgehalt 14 Gew.-%) als Verbindung mit ei nem
Triazinring oder Isocyanuratring oder dessen Verbindung, die 60
Gew.-% oder weniger Stickstoff enthält, ohne dass sie ein Harnstoffderivat
enthält,
wobei diese Materialien in Methylethylketon gelöst werden, sodass ein Lack
aus der Epoxyharzzusammensetzung für die gedruckte Leiterplatte
erhalten wird, der 70 Gew.-% nicht-flüchtige Bestandteile enthält.
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AUSFÜHRUNGSFORM 2:
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Ein
Lack aus einer Epoxyharzzusammensetzung für eine gedruckte Leiterplatte
gemäß Ausführungsform
2 der Erfindung wird vorgesehen, welcher enthält: 100 Gew.-Teile eines Epoxyharzes
des Bisphenol A-Novolac-Typs (hergestellt von Dainippon Ink and
Chemicals Inc., Epicron N-865 (Handelsname), Epoxy-Äquivalentgewicht
207), 22,6 Gew.-Teile Phenol-Novolac-Harz (hergestellt von Hitachi
Chemical Co. Ltd., HP-850N (Handelsname), Hydroxylgruppen-Äquivalentgewicht
108), 12,9 Gew.-Teile eines Melamin-modifizierten Phenol-Novolac-Harzes
(hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals Inc., Phenolite LA-7054
(Handelsname), Stickstoffgehalt 14 Gew.-%), 46,8 Gew.-Teile Tetrabrombisphenol
A (hergestellt von Teijin Chemical Ltd., FireGuard FG-2000 (Handelsname),
Hydroxylgruppen-Äquivalentgewicht
272, Bromgehalt 58 Gew.-%), und 0,3 Gew.-Teil 1-Cyanethyl-2-ethyl-4-methylimidazol,
wobei diese Materialien in Methylethylketon gelöst werden, sodass ein Lack
mit 70 Gew.-% nicht-flüchtiger
Bestandteile erhalten wird.
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AUSFÜHRUNGSFORM 3 (Referenz):
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Ein
Lack wird unter Verwendung einer Epoxyharzzusammensetzung für eine gedruckte
Leiterplatte gemäß Ausführungsform
3 der Erfindung hergestellt, der umfasst: 100 Gew.-Teile des Epoxyharzes
des Bisphenol A-Novolac-Typs (hergestellt von Dainippon Ink and
Chemicals Inc., Epicron N-865 (Handelsname), Epoxy-Äquivalentgewicht 207), 5,8
Gew.-Teile Phenol-Novolac-Harz (hergestellt von Hitachi Chemical
Co. Ltd., HP-850N (Handels name), Hydroxylgruppen-Äquivalentgewicht
108), 31,1 Gew.-Teile Benzoguanamin-modifiziertes Phenol-Novolac-Harz
(Dainippon Ink and Chemicals Inc., Phenorite LA-7054V (Handelsname),
Stickstoffgehalt 7 Gew.-%), 47,6 Gew.-Teile Tetrabrombisphenol A
(Teijin Chemical Ltd., FireGuard FG-2000 (Handelsmarke), Hydroxylgruppen-Äquivalentgewicht
272, Bromgehalt 58 Gew.-%) und 0,3 Gew.-Teil 1-Cyanethyl-4-methylimidazol.
Diese Materialien werden in Methylethylketon gelöst, um einen Lack zu erhalten,
der 70 Gew.-% nicht-flüchtiger
Bestandteile enthält.
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AUSFÜHRUNGSFORM 4:
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Ein
Lack wird unter Verwendung einer Epoxyharzzusammensetzung gemäß Ausführungsform
4 der Erfindung, die zur Verwendung in einer gedruckten Leiterplatte
geeignet ist, hergestellt, welcher umfasst: 100 Gew.-Teile Epoxyharz
des Brombisphenol A-Typs
(Sumitomo Chemical Co. Ltd., Sumiepoxy ESB400T (Handelsname), Epoxy-Äquivalentgewicht
400, Bromgehalt 49 Gew.-%), 19,5 Gew.-Teile Phenol-Novolac-Harz
(Hitachi Chemical Co. Ltd., HP=850N (Handelsname), Hydroxylgruppen-Äquivalentgewicht
108), 9 Gew.-Teile Melamin-modifiziertes Phenol-Novolac-Harz (Dainippon
Ink and Chemicals Inc., Phenorite LA-7054 (Handelsname), Stickstoffgehalt
14 Gew.-%), und 0,3 Gew.-Teil 1-Cyanethyl-2-ethyl-4-methylimidazol.
Diese Materialien werden in Methylethylketon gelöst, um einen Lack zu erhalten,
der 70 Gew.-% eines nicht-flüchtigen
Anteils enthält.
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AUSFÜHRUNGSFORM 5 (Referenz):
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Ein
Lack wird unter Verwendung einer Epoxyharzzusammensetzung, die sich
zur Verwendung in der gedruckten Leiterplatte eignet, gemäß Ausführungsform
5 der Erfindung hergestellt, welche umfasst: 100 Gew.-Teile eines
Epoxyharzes des Bisphenol A-Novolac-Typs (Dainippon Ink and Chemicals
Inc., Epicron N-865, Epoxy-Äquivalentgewicht
207), 33,6 Gew.-Teile Phenol-Novolac-Harz (Hitachi Chemical Co. Ltd., HP-850N,
Hydroxylgruppen- Äquivalentgewicht
108), 46,7 Gew.-Teile Tetrabrombisphenol A (Teijin Chemicals Ltd.,
FireGuard FG-2000, Hydroxylgruppen-Äquivalentgewicht
272, Bromgehalt 58 Gew.-%), 31,9 Gew.-Teile Melamin (Stickstoffgehalt
66,7 Gew.-%) und 0,3 Gew.-Teil 1-Cyanethyl-2-ethyl-4-methylimidazol.
Diese Materialien werden in Methylethylketon gelöst, sodass ein Lack erhalten
wird, der 70 Gew.-% eines nicht-flüchtigen Anteils enthält.
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VERGLEICHSBEISPIEL 1:
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Als
Vergleichsbeispiel 1 wird ein Lack unter Verwendung einer Epoxyharzzusammensetzung
für eine gedruckte
Leiterplatte hergestellt, welche umfasst: 100 Gew.-Teile Epoxyharz
des Bisphenol A-Novolac-Typs (Dainippon Ink and Chemicals Inc.,
Epicron N-865 (Handelsname), Epoxy-Äquivalentgewicht 207), 33,6 Gew.-Teile Phenol-Novolac-Harz
(Hitachi Chemical Co. Ltd., HP-850N (Handelsname), Hydroxylgruppen-Äquivalentgewicht
108), 46,7 Gew.-Teile Tetrabrombisphenol A (Teijin Chemicals Ltd.,
Fire-Guard FG-2000
(Handelsname), Hydroxylgruppen-Äquivalentgewicht
272, Bromgehalt 58 Gew.-%) und 0,3 Gew.-Teil 1-Cyanethyl-2-ethyl-4-methylimidazol.
Diese Materialien werden in Methylethylketon gelöst, um einen Lack herzustellen,
der 70 Gew.-% eines nicht-flüchtigen
Anteils enthält.
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VERGLEICHSBEISPIEL 2:
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Als
Vergleichsbeispiel 2 wird ein Lack unter Verwendung einer Epoxyharzzusammensetzung
für eine gedruckte
Leiterplatte hergestellt, welche umfasst: 100 Gew.-Teile des Epoxyharzes
vom Bisphenol A-Novolac-Typ (Dainippon Ink and Chemicals Inc., Epicron
N-865 (Handelsname), Epoxy-Äquivalentgewicht
207), 61,4 Gew.-Teile Melamin-modifiziertes Phenol-Novolac-Harz
(Dainippon Ink and Chemicals Inc., Phenorite LA-7054 (Handelsname),
Stickstoffgehalt 14 Gew.-%), und 0,3 Gew.-Teil 1-Cyanethyl-2-ethyl-4-methylimidazol.
Diese Materialien werden in Methyl ethylketon gelöst, um einen Lack herzustellen,
dessen nicht-flüchtiger Anteil
70 Gew.-% beträgt.
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VERGLEICHSBEISPIEL 3:
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Als
Vergleichsbeispiel 3 wird ein Lack unter Verwendung einer Epoxyharzzusammensetzung
für eine gedruckte
Leiterplatte hergestellt, welche enthält: 100 Gew.-Teile Epoxyharz
des Bisphenol A-Novolac-Typs (Dainippon Ink and Chemicals Inc.,
Epicron N-865 (Handelsname), Epoxy-Äquivalentgewicht 207), 38,7 Gew.-Teile Melamin-modifiziertes
Phenol-Novolac-Harz (Dainippon Ink and Chemicals Inc., Phenorite LA-7054
(Handelsname), Stickstoffgehalt 14 Gew.-%), 48,5 Gew.-Teile Tetrabrombisphenol
A (Teijin Chemicals Ltd., FireGuard FG-2000, Hydroxylgruppen-Äquivalentgewicht 272, Bromgehalt
58 Gew.-%), und 0,3 Gew.-Teil
1-Cyanethyl-2-ethyl-4-methylimidazol. Diese Materialien werden in
Methylethylketon gelöst,
sodass ein Lack mit einem nicht-flüchtigen Anteil von 70 Gew.-%
erhalten wird.
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VERGLEICHSBEISPIEL 4:
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Als
Vergleichsbeispiel 4 wird ein Lack unter Verwendung einer Epoxyharzzusammensetzung
für eine gedruckte
Leiterplatte hergestellt, welcher umfasst: 80 Gew.-Teile eines Epoxyharzes
mit niederem Bromgehalt (Dow Chemical Japan Ltd., DER-518 (Handelsname)
mit einem Bromgehalt von 21 Gew.-% und einem Epoxy-Äquivalentgewicht von 485),
20 Gew.-Teile Epoxyharz des o-Cresol-Novolac-Typs (Dainippon Ink
and Chemicals Inc., Epicron N-673
(Handelsname), Epoxy-Äquivalentgewicht
213), 1 Gew.-Teil Dicyandiamid, das vor dem Zumischen in 2-Methylethanol
gelöst
wurde, und 0,2 Gew.-Teil 1-Cyanethyl-2-ethyl-4-methylimidazol als
Härtungsbeschleuniger.
Diese Materialien werden in 2-Methylethanol und Methylethylketon
gelöst,
wobei ein Lack erhalten wird, der 65 Gew.-% eines nicht-flüchtigen
Anteils enthält.
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Die
jeweiligen Zusammensetzungen von Epoxyharzen zur Verwendung in den
gedruckten Leiterplatten gemäß den Ausführungsformen
1–5 und
der Vergleichsbeispiele 1–4
sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Stickstoffgehalte zeigen in Tabelle
1 den jeweiligen Stickstoffgehalt, bezogen auf den festen Anteil
des Harzes, an.
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Jeder
Lack, der unter Verwendung der jeweiligen Epoxyharzzusammensetzungen
für die
gedruckte Leiterplatte gemäß Ausführungsformen
1–5 und
gemäß Vergleichsbeispielen
1–4 erhalten
wurde, wird zum Imprägnieren
eines Glasgewebes einer Dicke von 0,2 mm verwendet, und 2–5 Minuten
zur Bildung eines Prepregs auf 160°C erhitzt. Vier Lagen der vorstehend
erhaltenen Pre pregs werden aufeinandergelegt und eine 18 μm dicke Kupferfolie
wird auf beide Oberflächen
dieser Anordnung gelegt und es wird dann 90 Minuten lang auf 175°C und 2,5
Mpa erhitzt und gepresst, um eine auf beiden Oberflächen kupferbeschichtete
Schichtstruktur zu erhalten. Entsprechende Tests von Tg, der Schälfestigkeit
der Kupferfolie, Wärmebeständigkeit
gegen Lot und Wasserabsorption werden mit den wie vorstehend erhaltenen
mit Kupferfolie beschichteten Schichtstrukturen (Laminaten) durchgeführt. Die
Ergebnisse dieser Tests sind in Tabellen 2 und 3 gezeigt.
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Die
Prüfungen
werden nach folgenden Methoden durchgeführt.
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Tg:
Nach dem Ätzen
der Kupferfolie wurde sie durch thermomechanische Analyse (TMA)
gemessen.
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Schälfestigkeit
der Kupferfolie: Eine 10 mm breite Linie wird auf das Laminat geätzt, wonach
die Schälfestigkeit
der Kupferfolie unter Normalbedingung und bei 200°C unter Verwendung
eines Zugtestgeräts
gemessen werden, wobei Zugkraft mit 50 mm/Minute in vertikaler Richtung
angewendet wurde.
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Wärmebeständigkeit
gegen Lot: Nach dem Ätzen
der Kupferfolie, dem Halten in einem Druck-Koch-Testgerät während 2
Stunden und dem Eintauchen in Lot von 260°C während 20 Sekunden wird eine
visuelle Bewertung des Aussehens durchgeführt. Das Symbol "0" in den Tabellen zeigt an, dass keine Blasenbildung
oder Ausbeulen auftrat, was bestätigt,
dass keine Abnormalität
existiert, das Symbol "Δ" zeigt Blasenbildung
an und das Symbol "X" zeigt Verbeulen
an.
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Wasserabsorptionsrate:
berechnet aus dem Unterschied der Gewichte, die vor und nach dem
Eintauchen der dem Ätzen
der Kupferfolien unterworfenen Proben während 4 Stunden in dem Druck-Koch-Testgerät gemessen
wurden.
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Die
Ausführungsformen
1–5 zeigen
unter normalen Bedingungen verbesserte Schälfestigkeiten der Kupferfolie,
die so hoch wie 1,5 kN/m sind und behalten selbst bei 200°C etwa die
Hälfte ihrer
Schälfestigkeiten bei
normalen Bedingungen bei, sodass eine geringere Verschlechterung
bei hohen Temperaturen stattfindet. Weil außerdem in Ausführungsformen
1–5 Phenol-Novolac-Harz als Härtungsmittel
verwendet wird, zeigen diese eine hohe Tg wie 140–175°C, sodass
sie verbesserte Lotbeständigkeit
haben, und eine niedere Wasserabsorptionsrate.
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Im
Gegensatz dazu zeigt die Probe des Vergleichsbeispiels 1, in der
keine Verbindung mit einem Triazin- oder Isocyanuratring, oder eine
Verbindung die weniger als 60 Gew.-% Stickstoff enthält, ohne
das Harnstoffderivat zu enthalten, in Kombination verwendet wird,
geringere Schälfestigkeiten
der Kupferfolie sowohl unter Normalbedingung, als auch bei 200°C. In den
Vergleichsbeispielen 2 und 3, in denen kein Phenol-Novolac als Härtungsmittel
verwendet wird, wird eine verschlechterte Wärmebeständigkeit erreicht. Außerdem besitzt
Vergleichsbeispiel 4, in dem Dicyandiamid verwendet wird, eine niedere
Tg und eine niedere Schälfestigkeit
der Kupferfolie bei 200°C.
Außerdem
hat diese Probe eine hohe Wasserabsorptionsrate und verschlechterte
Wärmebeständigkeit
im Vergleich mit den Ausführungsformen.
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Die
erfindungsgemäße Epoxyharzzusammensetzung
und die diese enthaltende gedruckte Leiterplatte zeigen niedere
Wasserabsorption, hohe Wärmebeständigkeit
und verbesserte Haftfestigkeit an Kupferfolien. Daher können sie
vorteilhaft auf eine gedruckte Leiterplatte mit hoher Tg aufgebracht
werden, die ausgezeichnete Wärmebeständigkeit
hat, die für
die Gewährleistung
einer wesentlich verbesserten Verlässlichkeit der Verbindung in
der gedruckten Leiterplatte oder der Modul-mount-gedruckten Leiterplatte
zum Einbau einer Mikroprozessoreinheit erforderlich sind.