JP2019504124A - ボンドプライ材料及びそれから形成された回路アセンブリ - Google Patents

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Abstract

ボンドプライのための組成物、及びこのようなボンドプライを備える回路サブアセンブリが開示される。回路サブアセンブリは、V−0のUL−94等級を有し得る。ボンドプラ層の組成物は、25〜45体積パーセントの液体樹脂;少なくとも260℃のピーク融点を有する10〜40重量パーセントの臭素含有又はリン含有芳香族化合物;及び5〜50体積パーセントの無機充填剤を含む。

Description

本発明は概して、多層回路の作製で使用される材料に関する。
本明細書で使用される場合、回路サブアセンブリとは、回路及び多層回路の製造で使用される物品であり、回路積層体、パッケージング基材積層体、ビルドアップ材料、ボンドプライ、樹脂コート導電性層、及びカバーフィルムを含む。回路積層体は、誘電体基材層に固定して付けられた導電性層、例えば、銅を有する回路サブアセンブリの1種である。二重クラッド積層体は、誘電体層のそれぞれの側面に1つずつの、2つの導電性層を有する。例えば、エッチングによる、積層体の導電性層のパターニングは、回路を与える。多層回路は、複数の導電性層を含み、それらの少なくとも1つは、導電性配線パターンを有する。
典型的には、多層回路は、ボンドプライを使用して、少なくとも1つは回路層を有する2つ以上の材料を熱及び/又は圧力を使用して積層することによって形成される。例えば、ボンドプライは、適正なアラインメントで積層される場合、2つの二重クラッド誘電体基材のそれぞれの回路層と接触していることができる。
使用において、ボンドプライ、又はその部分が流れて空所を完全に充填し、回路の間、回路と導電性層の間、2つの導電性層の間、又は回路と誘電体層の間の接着を与えることができる。ボンドプライ中のポリマーのうちの1種又は複数種は、多層回路の製造中に軟化し又は流れるように設計されるが、回路の使用中にはそうでないように設計される。積層後、多層構造では、公知のホール形成及びプレーティング技術が、導電性層間の有用な電気経路を作成するために使用されてもよい。
積層体におけるボンドプライの最適構造設計は、全体を通して均一であり、銅クラッド積層体と同じ電気的、熱的及び機械的特性(低い誘電率及び低い誘電正接を含む)を与える組成物を含むと考えられる。リジッド回路積層体、多層回路、及びサブアセンブリの形成で使用されるボンドプライは、回路又はサブアセンブリ積層プロセスで硬化する、未硬化ポリマー組成物又はBステージポリマー組成物で飽和されたガラス布を任意選択で含み得る。ガラス布は、反対層上の導体が、互いに近づき過ぎること及び低い抵抗率又は他の問題を引き起こすことを防止するハードストップを与え得る。
ボンドプライ及び他の回路サブアセンブリの材料は、高い炭素含有量及び水素含有量を有する合成有機材料を含有し得、これは潜在的に燃焼性である。しかしながら、多くの用途は、それらが厳格な難燃性要件、例えば、建築、電気、輸送、鉱業、及び自動車工業で義務付けられたものを満たすことを要求する。このような要求を満たすために、このような材料は、燃焼の化学的発熱連鎖を様々な方法で妨げることが意図された添加剤を含み得る。
特に、回路材料のための組成物は、ハロゲン化、具体的には臭素化された難燃性添加剤を使用して、難燃性の必要なレベルを達成することができる。代わりに、とりわけ臭素又は塩なしに、V−1又はそれより良いUL94難燃性等級を有する「ハロゲンフリー」回路材料が使用され得、ここで、回路材料における「ハロゲンフリー」の規格は、100万部当たり900部(ppm)未満である、臭素、塩素、又はそれらの組み合わせである。
ハロゲンフリー難燃剤としては、反応基(活性水素)を有する有機リン難燃剤、例えば、9,10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナントレン−10−オキシド(「DOPO」)から誘導されたものがあり、これらの難燃剤は、例えば、特許文献1に開示されているように、エポキシ樹脂配合物及び積層体で使用されている。最近になって、活性水素基を有しないDOPO誘導難燃剤が、例えば、特許文献2及び特許文献3に開示されているように、様々な配合物における使用について開示されている。
しかしながら、ボンドプライ中の難燃剤は、ボンドプライ又は他の回路材料の望ましい物理的特性又は電気的特性を損ない得る。
米国特許出願公開第2010/0234495号 国際公開第2011/123389A1号 国際公開第2010/135398A1号
したがって、望ましい難燃性と回路積層体の積層中の望ましい流れ特性との両方を有する改良されたボンドプライを得ることが望ましい。特に、今日の工業界での標準的なボンドプライの提供物と比較して、積層前に非粘着表面を有しながらも改良された充填及び流れ特性を有する新しいクラスのボンドプライ材料に対する必要性がある。
本発明の一態様は、組成物から形成された、50〜400マイクロメートルの厚さを有するボンドプライ層であって、組成物は、溶媒非存在下で(すなわち、乾燥基準での成分パーセント)、
ポリブタジエン及び/又はポリイソプレン、ならびに、さらに、アリル基を有する窒素含有化合物を含む25〜45体積パーセントの液体樹脂であって、窒素含有化合物は、全組成物に基づいて、5〜15体積パーセントの量で存在し、ポリブタジエン及び/又はポリイソプレンは、全樹脂に基づいて、15〜60体積パーセント未満の量で存在する、液体樹脂;
少なくとも260℃のピーク融点を有する、10〜40重量パーセントの臭素含有又はリン含有芳香族化合物;ならびに
5〜50体積パーセントの無機充填剤
を含み、
ボンドプライは、少なくともV−1のUL−94等級、10GHzで0.006未満のD及び10GHzで2〜10のDを有する、ボンドプライ層に関する。
本発明の別の態様は、熱硬化性組成物から形成された、50〜400マイクロメートルの厚さを有するボンドプライ層であって、熱硬化性組成物は、溶媒非存在下でのパーセントに基づいて、
組成物の重量に基づいて、4〜20重量パーセントのポリ(アリーレンエーテル)及び4〜20重量パーセントのエラストマー;
20〜50体積パーセントの無機充填剤;ならびに
25〜37体積パーセント未満の液体樹脂であって、
全樹脂に基づいて、15〜40体積パーセントのポリブタジエン又はポリイソプレン;及び
アリル基を有する5〜10体積パーセントの窒素含有化合物であって、その量は、全組成物に基づく、窒素含有化合物
を含む、液体樹脂
を含み、
回路サブアセンブリは、少なくともV−1のUL−94等級、10GHzで0.006未満のD及び10GHzで2〜10のDを有する、ボンドプライ層に関する。
本発明のさらに別の態様は、
少なくとも2つの回路積層体であって、それぞれが、
熱硬化性組成物から形成された誘電体基材層;
誘電体基材層のそれぞれの側面に接合された導電性金属層であって、それぞれの回路積層体の導電性金属層の少なくとも1つは、回路を形成するようにパターン化されている、導電性金属層を備える回路積層体;
2つの回路積層体のそれぞれの回路の間に配置されたボンドプライ層であって、ボンドプライの2つの側面のそれぞれは、2つの回路積層体の一方の回路と直接接触しており、このボンドプライ層は、ボンドプライが流れて、パターン化導電性金属層により形成された回路によって覆われていない誘電体基材層の領域を充填する、積層のプロセスの生成物であり、ボンドプライ層は、溶媒の非存在下でのパーセントに基づいて、
ポリブタジエン及び/又はポリイソプレン、ならびに、さらに、アリル基を有する窒素含有化合物を含む25〜45体積パーセントの液体樹脂であって、窒素含有化合物は、全組成物に基づいて、5〜15体積パーセントの量で存在し、ポリブタジエン及び/又はポリイソプレンは、全樹脂に基づいて、15〜60体積パーセント未満の量で存在する、液体樹脂;
少なくとも260℃のピーク融点を有する、10〜40重量パーセントの臭素含有又はリン含有芳香族化合物;ならびに
5〜50体積パーセントの無機充填剤
を含む組成物から形成されている、ボンドプライ層
を備える回路サブアセンブリであって、
回路アセンブリは、少なくともV−0のUL−94等級、10GHzで0.006未満のD及び10GHzで2未満〜10のDを有する、回路サブアセンブリに関する。
本発明の別の態様は、組成物から形成された、50〜400マイクロメートルの厚さを有するボンドプライ層であって、組成物は、溶媒非存在下で(すなわち、乾燥基準での成分パーセント)、
ポリブタジエン及び/又はポリイソプレン、ならびに、さらに、アリル基を有する窒素含有化合物を含む25〜45体積パーセントの液体樹脂であって、窒素含有化合物は、全組成物に基づいて、5〜15体積パーセントの量で存在し、ポリブタジエン及び/又はポリイソプレンは、全樹脂に基づいて、20〜60体積パーセント未満の量で存在する、液体樹脂;
少なくとも260℃のピーク融点を有する、10〜40重量パーセントの臭素含有又はリン含有芳香族化合物;ならびに
5〜35体積パーセントの無機充填剤
を含み、
ボンドプライは、少なくともV−1のUL−94等級、10GHzで0.006未満のD及び10GHzで2〜10のDを有する、ボンドプライ層に関する。
本発明の別の態様は、熱硬化性組成物から形成された、50〜400マイクロメートルの厚さを有するボンドプライ層であって、熱硬化性組成物は、溶媒非存在下でのパーセントに基づいて、
組成物の重量に基づいて、5〜20重量パーセントのポリ(アリーレンエーテル)及び5〜20重量パーセントのエラストマー;
20〜30体積パーセントの無機充填剤;及び
25体積パーセント〜37体積パーセント未満の液体樹脂であって、
全樹脂に基づいて、20〜40体積パーセントのポリブタジエン又はポリイソプレン、及び
アリル基を有する5〜10体積パーセントの窒素含有化合物であって、その量は、全組成物に基づく、窒素含有化合物
を含む液体樹脂
を含み、
回路サブアセンブリは、少なくともV−1のUL−94等級、10GHzで0.006未満のD及び10GHzで2〜10のDを有する、ボンドプライ層に関する。
本発明のさらに別の態様は、
少なくとも2つの回路積層体であって、それぞれが、
熱可塑性組成物から形成された誘電体基材層;
誘電体基材層のそれぞれの側面に接合された導電性金属層であって、それぞれの回路積層体の導電性金属層の少なくとも1つは、回路を形成するためにパターン化されている、導電性金属層を備える回路積層体;
2つの回路積層体のそれぞれの回路の間に配置されたボンドプライ層であって、ボンドプライの2つの側面のそれぞれは、2つの回路積層体のうち一方の回路と直接接触しており、ボンドプライ層は、ボンドプライが流れて、パターン化導電性金属層により形成された回路によって覆われていない誘電体基材層の領域を充填する、積層のプロセスの生成物であり、ボンドプライ層は、溶媒非存在下でのパーセントに基づいて、
ポリブタジエン及び/又はポリイソプレン、ならびに、さらに、アリル基を有する窒素含有化合物を含む25〜45体積パーセントの液体樹脂であって、窒素含有化合物は、全組成物に基づいて、5〜15体積パーセントの量で存在し、ポリブタジエン及び/又はポリイソプレンは、全樹脂に基づいて、20〜60体積パーセント未満の量で存在する、液体樹脂;
少なくとも260℃のピーク融点を有する、10〜40重量パーセントの臭素含有又はリン含有芳香族化合物;ならびに
5〜35体積パーセントの無機充填剤
を含む組成物から形成されている、ボンドプライ層
を備える、回路サブアセンブリであって、
回路アセンブリは、少なくともV−0のUL−94等級、10GHzで0.006未満のD及び10GHzで2未満〜10のDを有する、回路サブアセンブリに関する。
本発明のさらなる他の態様は、上記回路サブアセンブリから形成された印刷配線板、及び回路サブアセンブリの製造のための方法に関する。本発明は、以下の図面、詳細な説明、及び実施例によってさらに例証される。
これから例示的回路サブアセンブリの概略図を参照する。
誘電体層、2つの接着保護層、及び2つの導電性層を備える例示的二重クラッド回路積層体を示す図。 2つの導電性層の一方がパターン化されている例示的二重クラッド回路を示す図。 2つの二重クラッド積層体から構造化された2つの回路層を備える例示的多層回路を示す図。 二重クラッド積層体から構造化された3つの回路層を備える例示的多層回路を示す図。
ボンドプライ層の組成物は、以下に記載されるとおりの変性又はビニル末端ポリブタジエンポリマー又はポリイソプレンポリマーを含めて、ポリブタジエンポリマー又はポリイソプレンポリマーを独立して含み得る。本明細書で使用される場合の用語「ポリブタジエンポリマー又はポリイソプレンポリマー」には、ブタジエンから誘導されたホモポリマー、イソプレンから誘導されたホモポリマー、ならびにブタジエン及び/もしくはイソプレンならびに/又はブタジエン及び/もしくはイソプレンと共硬化性の50重量%未満のモノマーから誘導されたコポリマーが含まれる。言い換えれば、ブタジエン及び/又はイソプレンのコポリマーは、50重量%超のブタジエン、50重量%超のイソプレン、又は50重量%超の、ブタジエンに加えてのイソプレンを有するポリマーを含み得る。ブタジエン及び/又はイソプレンと共硬化性の適当なモノマーには、モノエチレン性不飽和化合物、例えば、アクリロニトリル、エタクリロニトリル、メタクリロニトリル、アルファ−クロロアクリロニトリル、ベータ−クロロアクリロニトリル、アルファ−ブロモアクリロニトリル、C1〜6アルキル(メタ)アクリレート(例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、及びイソプロピル(メタ)アクリレート)、アクリルアミド、メタクリアミド、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−エチルマレイミド、イタコン酸、(メタ)アクリル酸、スチレン、以下に記載されるとおりのアルケニル芳香族化合物、及び前述のモノエチレン性不飽和モノマーの少なくとも1種を含む組み合わせが含まれる。
有利な実施形態において、ポリブタジエンポリマーは、共硬化性モノマーなしのシンジオタクチックポリブタジエンホモポリマーを含む。シンジオタクチックポリブタジエンホモポリマーは、しばしば異なるポリブタジエンポリマー、ポリイソプレンポリマー、又はそれらの組み合わせと組み合わせて使用される。
例示的な熱硬化性ポリブタジエン樹脂及び/又はポリイソプレン樹脂には、限定されないが、ブタジエンホモポリマー、イソプレンホモポリマー、ブタジエン−ビニル芳香族コポリマー、例えば、ブタジエン−スチレン、イソプレン−ビニル芳香族コポリマー、例えば、イソプレン−スチレンコポリマーなどが含まれる。
熱硬化性ポリブタジエン樹脂及びポリイソプレン樹脂には、変性樹脂が含まれる。例えば、樹脂は、ヒドロキシル末端、メタクリレート末端、及び/又はカルボキシレート末端樹脂であり得る。反応後樹脂、例えば、エポキシ−、無水マレイン酸−、又はウレタン−変性ブタジエン樹脂又はイソプレン樹脂が使用され得る。樹脂はまた、例えば、ジビニル芳香族化合物、例えば、ジビニルベンゼンによって架橋され得、例えば、ジビニルベンゼンで架橋されたポリブタジエン−イスチレンであり得る。適当な樹脂は、それらの製造者、例えば、日本曹達株式会社(Nippon Soda Co.)[日本国、東京所在]及びトータルハイドロカーボンスペシャリティケミカルズ(Total Hydrocarbon Specialty Chemicals)[米国ペンシルベニア州エクストン(Exton)所在]によって「ポリブタジエン」と広義に分類されている。樹脂の混合物、例えば、ポリブタジエンホモポリマーとポリ(ブタジエン−イソプレン)コポリマーとの混合物が使用され得る。シンジオタクチックポリブタジエンを含む組み合わせも使用され得る。
ボンドプライ中の熱硬化性ポリブタジエン樹脂及び/又はポリイソプレン樹脂は、室温で液体であり得る。適当な液体樹脂は、5,000超の数平均分子量を有し得るが、一般には5,000未満(具体的には1,000〜3,000)の数平均分子量を有し得る。いくつかの実施形態において、熱硬化性ポリブタジエン樹脂及び/又はポリイソプレン樹脂は、それらが、架橋に利用可能な多数のペンダントビニル基のために硬化後のより大きな架橋密度を呈するように、少なくとも90重量パーセントの1,2付加を有する。
いくつかの実施形態において、ボンドプライ中の熱硬化性ポリブタジエン樹脂及び/又はポリイソプレン樹脂は、ボンドプライ組成物の5〜20重量パーセント、具体的には組成物の8〜15重量パーセントの量で存在する。熱硬化性ポリブタジエン樹脂及び/又はポリイソプレン樹脂は、組成物の全樹脂に基づいて、5〜60体積パーセント未満、具体的には10〜55体積パーセント、より具体的には15〜45体積パーセント、より具体的には20〜45体積パーセント、最も具体的には30〜40体積パーセント未満の量で、液体樹脂の一部を形成し得る(配合されたとき)。
回路サブアセンブリのためのボンドプライの組成物は、グラフト又はブロックコポリマーを含めて、ホモポリマー又はコポリマーの形態であり得る、ポリ(アリーレンエーテル)を独立してさらに含み得る。様々な形態の組み合わせが使用され得る。ポリ(アリーレンエーテル)は、構造:
(式中、それぞれの構造単位について、それぞれのR及びR’は、独立して、水素、第一級又は第二級C1〜7アルキル、フェニル、C1〜7アミノアルキル、C1〜7アルケニルアルキル、C1〜7アルキニルアルキル、C1〜7アルコキシ、C6〜10アリール、及びC6〜10アリールオキシである)
の複数の構造単位を含む。いくつかの実施形態において、それぞれのRは、独立して、C1〜7アルキル又はフェニル、例えば、C1〜4アルキルであり、それぞれのR’は、独立して水素又はメチルである。
例示的なポリ(アリーレンエーテル)には、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジエチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジプロピル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2−メチル−6−アリル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(ジ−tert−ブチル−ジメトキシ−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジクロロメチル)−1,4−フェニレンエーテル、ポリ(2,6−ジブロモメチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジ(2−クロロエチル)−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジトリル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジクロロ−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2,6−ジフェニル−1,4−フェニレンエーテル)、及びポリ(2,5−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)が含まれる。有用なポリ(アリーレンエーテル)は、任意選択で2,3,6−トリメチル−1,4−フェニレンエーテル単位と組み合わせて、2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエーテル単位を含む。
ポリ(アリーレンエーテル)、具体的にはポリ(フェニレンエーテル)は、官能化されて、導電性金属層と回路基材層との間の接着を増強する官能基を与えることができる。官能化は、分子中に(i)炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合、及び(ii)カルボン酸を含めてカルボキシル基、無水物、アミド、エステル、又は酸ハロゲン化物の1種以上の両方を有する多官能性化合物を使用して成し遂げられ得る。一実施形態において、官能基は、カルボン酸又はエステル基である。カルボン酸官能基を与え得る多官能性化合物の例には、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、及びクエン酸が含まれる。組成物中で使用されるポリ(アリーレンエーテル)ポリブタジエンポリマー又はポリイソプレンポリマーは、ポリブタジエンポリマー又はポリイソプレンポリマーと共硬化性であり得る。
特に、適当な官能化ポリ(アリーレンエーテル)には、ポリ(アリーレンエーテル)と環式無水カルボン酸との反応生成物が含まれる。適当な環式無水物の例は、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、及び無水フタル酸、より具体的には、無水マレイン酸である。変性ポリ(アリーレンエーテル)、例えば、マレイン化ポリ(アリーレンエーテル)は、米国特許第5,310,820号に記載されたとおりの方法によって生成され得るか、又は市販されている。市販の適当な変性及び未変性ポリ(アリーレンエーテル)の例には、アサヒ社(Asahi)からのPPE−MA(マレイン化ポリ(アリーレンエーテル)、及びケムチュラ社(Chemtura)からのBLENDEX HPP820(未変性ポリ(アリーレンエーテル)、及びサビックイノベーティブプラスチックス社(Sabic Innovative Plastics)からのSA9000が含まれる。
ポリ(アリーレンエーテル)は、典型的には製造者により具体化されるとおりに、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により決定して、5000ダルトン超、具体的には10,000ダルトン超の、比較的高い数平均分子量を有し得る。それ故に、それは、液体よりはむしろ、固体として使用される。
いくつかの実施形態において、ボンドプライ中の熱硬化性ポリブタジエン樹脂及び/又はポリイソプレン樹脂は、ボンドプライ組成物の5〜20重量パーセント、具体的にはボンドプライ組成物の10〜18重量パーセント、具体的にはボンドプライ組成物の6〜18重量パーセント、具体的にはボンドプライ組成物の10〜15重量パーセント、具体的にはボンドプライ組成物の9〜15重量パーセントの量で使用される。熱硬化性ポリブタジエン樹脂及び/又はポリイソプレン樹脂は、液体樹脂の一部又は全部を形成し得る(配合されたとき)。しかしながら、いくらかの量の固体ポロブタジエン樹脂及び/又はポリイソプレン樹脂が、存在し得る。例えば、固体ポリブタジエン樹脂及び/もしくはポリイソプレン樹脂又は固体SBRスチレン−ブタジエンゴムは、ポリ(アリーレンエーテル)の代わりとして粘着を減少させるために使用され得る。
ボンドプライ中のポリ(アリーレンエーテル)は、ボンドプライ組成物の2〜20重量パーセント、具体的にはボンドプライ組成物の5〜10重量パーセント、具体的にはボンドプライ組成物の3〜10重量パーセント、具体的にはボンドプライ組成物の4〜10重量パーセント、具体的にはボンドプライ組成物の4〜8重量パーセントの量で使用され得る。ポリ(アリーレンエーテル)樹脂は、3〜20体積パーセント、具体的には5〜15体積パーセントの量で、固体樹脂の一部を形成し得る(配合されたとき)。
さらに他の実施形態において、ボンドプライ層は、例えば、ポリ(アリーレンエーテル)及び/又はポリブタジエンと組み合わせて、エラストマー性ポリマーを独立して含み得る。エラストマー性ポリマーは、ポリ(アリーレンエーテル)樹脂及び/又はポリブタジエン樹脂もしくはイソプレン樹脂と共硬化性であり得る。例えば、ブタジエン及び/又はイソプレンとスチレンモノマー、ビニルピリジン、アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸ならびにそれらのエステルとのブロックコポリマー;エチレン−プロピレン−ジエン;エチレン−プロピレン;スチレン−(エチレン−ブチレン)含有ジブロック又はトリブロック;シリコーン又はフッ素化エラストマー;などを含めて、様々なエラストマー性ポリマーが使用され得る。エラストマー性ポリマーは、室温又はそれ未満でガラス転移温度を有し得る。
エラストマーには、アルケニル芳香族化合物から誘導されたブロック(A)及び共役ジエンから誘導されたブロック(B)を含むエラストマーブロックコポリマーが含まれる。ブロッック(A)及び(B)の配置には、分岐鎖を有する放射状テレブロック構造を含めて、線状構造及びグラフト構造が含まれる。線状構造の例には、ジブロック(A−B)、トリブロック(A−B−A又はB−A−B)、テトラブロック(A−B−A−B)、及びペンタブロック(A−B−A−B−A又はB−A−B−A−B)構造、ならびにA及びBの合計で6以上のブロックを有する線状構造が含まれる。具体的なブロックコポリマーには、ジブロック構造、トリブロック構造、及びテトラブロック構造、具体的にはA−Bジブロック構造及びA−B−Aトリブロック構造が含まれる。
ブロック(A)を与えるアルケニル芳香族化合物は、構造:
(式中、R及びRのそれぞれは、独立して、水素、C〜Cアルキル、ブロモ、又はクロロであり、R、R、R、R、及びRは、独立して、水素、C〜C12アルキル、C〜C12シクロアルキル、C〜C12アリール、C〜C12アラルキル、C〜C12アルカリル、C〜C12アルコキシ、C〜C12シクロアルコキシ、C〜C12アリールオキシ、クロロ、ブロモ、又はヒドロキシである)
で表される。例示的なアルケニル芳香族化合物には、スチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、3,5−ジエチルスチレン、4−n−プロピルスチレン、アルファ−メチルスチレン、アルファ−メチルビニルトルエン、アルファ−クロロスチレン、アルファ−ブロモスチレン、ジクロロスチレン、ジブロモスチレン、テトラ−クロロスチレン、など、及び前述の化合物の少なくとも1種を含む組み合わせが含まれる。スチレン及び/又はアルファ−メチルスチレンが、しばしば使用される。
ブロック(B)を与えるために使用される共役ジエンの具体的な例には、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン(イソプレン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、及び1,3−ペンタジエン、具体的には1,3−ブタジエン及びイソプレンが含まれる。共役ジエンの組み合わせが使用され得る。共役ジエンから誘導されたブロック(B)は、任意選択で部分的又は完全に水素化されている。
アルケル芳香族化合物から誘導されたブロック(A)及び共役ジエンから誘導されたブロック(B)を含む例示的なブロックコポリマーには、スチレン−ブタジエンジブロックコポリマー(SB)、スチレン−ブタジエン−スチレントリブロックコポリマー(SBS)、スチレン−イソプレンジブロックコポリマー(SI)、スチレン−イソプレン−スチレントリブロックコポリマー(SIS)、スチレン−(エチレン−ブチレン)−スチレントリブロックコポリマー(SEBS)、スチレン−(エチレン−プロピレン)−スチレントリブロックコポリマー(SEPS)、及びスチレン−(エチレン−ブチレン)ジブロックコポリマー(SEB)が含まれる。このようなポリマーは、例えば、商品名KRATON D−1101、KRATON D−1102、KRATON D−1107、KRATON D−1111、KRATON D−1116、KRATON D−1117、KRATON D−1118、KRATON D−1119、KRATON D−1122、KRATON D−1135X、KRATON D−1184、KRATON D−1144X、KRATON D−1300X、KRATON D−4141、KRATON D−4158、KRATON G1726、及びKRATON G−1652の下でKraton Polymersから市販されている。KRATON D1118は、固体SB−SBSコポリマーである。このコポリマーは、ポリスチレンエンドブロックと、20%SBSトリブロック及び80%SBジブロックを有するゴム状ポリブタジエンミッドブロックとを有する。それは、低モジュラス、低凝集強度の軟質ゴムである。
ボンドプライ中のブロックエラストマーは、全ボンドプライ組成物の1〜12重量パーセント、具体的には組成物の2〜8重量パーセントの量で使用され得る。ブロックエラストマーは、5〜20体積パーセント、具体的には7〜15体積パーセントの量で、固体樹脂の一部を形成し得る(配合されたとき)。
いくつかの実施形態において、ボンドプライ組成物は、全樹脂に基づいて、10〜70重量%、具体的には15〜69重量%、具体的には15〜60重量%、具体的には20〜50重量%のポリ(アリーレンエーテル)、具体的にはポリ(フェニレンエーテル)、具体的には20〜75重量%、具体的には25〜60重量%、より具体的には30〜50重量%のポリブタジエンポリマー又はポリイソプレンポリマーを含み、前述の量のそれぞれは、ボンドプライ組成物のポリマー/樹脂部分の全重量に基づく。
ボンドプライ層における使用のための架橋剤は、有利には多官能性反応性化合物を含み得、この反応性化合物は、ボンドプライの組成物の硬化後の架橋密度を増加させ得る。
特に、反応性窒素含有化合物である架橋剤をボンドプライ層で使用することが有利であることが見出された。窒素含有化合物は、難燃性に関してリン含有化合物と相乗的に作用し得る。このような窒素含有化合物の例には、限定することなく、トリアジン、グアニジン、シアヌレート、イソシアヌレート、ポリリン酸アンモニウム、ホスファザン、シラザン及びそのポリマー、メラミン系樹脂など、ならびにそれらの混合物が含まれ得る。具体的には、反応性シアヌレート化合物又はイソシアヌレート化合物には、トリアリルシアヌレートが含まれ得る。これらの窒素含有化合物は、それらの調製のための方法と同様に、当技術分野で知られている。このような化合物も市販されている。
ボンドプライ層中の窒素含有化合物は、組成物の他の成分と組み合わせて望まれる充填−流れ特性を得るために熱硬化性組成物の全重量に基づいて、5〜15体積パーセント、具体的には6〜10体積パーセント、より具体的には6.0〜8.5体積パーセントの量で使用され得る。いくつかの実施形態において、ボンドプライ層中の窒素含有化合物は、熱硬化性組成物の全重量に基づいて、1〜10重量パーセント、具体的には2〜8重量パーセント、より具体的には3〜6重量パーセントの量で使用される。対照的に、二重クラッド積層体における誘電体層の熱硬化性組成物は、望まれる特性に対して有害であり得る高いレベルの窒素含有化合物又は塩を有する必要がない。
ボンドプライ中の窒素含有化合物は、液体樹脂の一部である(配合中)。配合中、窒素含有化合物は、全液体樹脂に基づいて、10〜30体積パーセント、具体的には18〜29体積パーセント、より具体的には21〜28体積パーセント、最も具体的には22〜27体積パーセントの量で液体樹脂の一部を形成し得る。
いくつかの実施形態において、ボンドプライの組成物中の液体樹脂の体積パーセント(配合中)は、過度の粘着なしに積層中に良好な充填及び流れを得るために、25体積パーセント超〜45体積パーセントまでである。具体的には、液体樹脂体積パーセントは、25〜37体積パーセント、より具体的には26〜35体積パーセントであり得る。
一実施形態において、リン含有芳香族難燃剤、例えば、DOPO誘導体を含むボンドプライは、28〜31体積パーセントの液体樹脂を使用し得る。他の実施形態において、臭素含有芳香族難燃剤を含むボンドプライは、30〜35体積パーセントの液体樹脂を使用し得る。他の実施形態において、臭素含有芳香族難燃剤を含むボンドプライは、25〜35体積パーセントの液体樹脂を使用し得る。
いくつかの実施形態において、液体樹脂(又はその少なくとも80体積パーセント)は、50〜70体積パーセントのポリブタジエンポリマー又はポリイソプレンポリマー;アリル基を有する10〜30体積パーセントの窒素含有化合物(これは、ポリブタジエンと反応性であり得る);及び任意選択で5〜20体積パーセントのジエン反応性モノマー、具体的にはジエン反応性モノマーを含む。ジエン反応性モノマーには、限定されないが、エチレンプロピレンジシクロペンタジエンなどのジシクロペンタジエンの誘導体、又は液体ゴムが含まれる。いくつかの実施形態において、液体樹脂は、少なくとも80体積パーセント、少なくとも83体積パーセント、少なくとも85体積パーセント、又は少なくとも90体積パーセントのポリブタジエンポリマー又はポリイソプレンポリマー、及びアリル基又はジエン基を有する架橋性化合物を含む。
いくつかの実施形態において、液体樹脂は、ジエン又は他の反応性モノマー、液体ポリブタジエン樹脂、トリアリルシアヌレート、及び室温で液体である任意の他の樹脂又は樹脂成分を含む。球状シリカも、良好な充填及び流れ特性に寄与し得る。
ボンドプライのための熱硬化性組成物(及びまた、ボンドプライ層を備える回路サブアセンブリ中の誘電体基材材料)は、粒子状充填剤をさらに含む。適当な充填剤の例には、二酸化チタン(ルチル及びアナターゼ)、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、溶融非晶質シリカを含めたシリカ(粒子及び中空球);コランダム、コーディエライト、ウォラストナイト、アラミド繊維(例えば、KEVLAR)、ファイバーグラス、BaTi20、ガラス球、石英、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、ベリリア、アルミナ、マグネシア、マイカ、タルク、ナノクレー、アルミノシリケート(天然及び合成)、酸化マグネシウム、及び水酸化マグネシウムが含まれる。充填剤の組み合わせも使用され得る。より具体的には、ルチル型二酸化チタン及び非晶質シリカが、これらの充填剤が、それぞれ、高い及び低い誘電率を有し、それにより、組成物中2種の充填剤のそれぞれの量を調整することによって最終硬化生成物で達成される低い誘電正接と組み合わされた誘電率の広い範囲を可能にするので、とりわけ望ましい。最も具体的には、溶融球状シリカ粒子が、微量の酸化チタンと組み合わせて、使用され得る。
ボンドプライ層の熱硬化性組成物は、10〜60体積パーセント、具体的には20〜55体積パーセント、より具体的には25〜50体積パーセントの無機充填剤を含み得る。ボンドプライ層の熱硬化性組成物は、5〜35体積パーセント、具体的には20〜30体積パーセント、より具体的には12〜28体積パーセントの無機充填剤を含み得る。いくつかの実施形態において、ボンドプライ層中の充填剤の体積パーセントは、全組成物に基づいて(乾燥、溶媒非存在下で)、ボンドプライ層が積層される誘電体基材中の無機充填剤の体積パーセントよりも、少なくとも2体積パーセント(具体的には少なくとも3体積パーセント、具体的には少なくとも5体積パーセント、具体的には少なくとも7体積パーセント、より具体的には少なくとも10体積パーセント)少ない。それ故に、誘電体基材中の充填剤の量は、典型的にはそれが積層されるボンドプライ中の充填剤の量よりも多い。
同様に、いくつかの実施形態において、ボンドプライ層中のポリブタジエン樹脂及び/又はポリイソプレン樹脂の体積パーセントは、ボンドプライが積層される誘電体基材中の、全樹脂に基づく、ポリブタジエン及び/又はポリイソプレンの体積パーセントよりも少なくとも5体積パーセント(具体的には少なくとも7体積パーセント、より具体的には少なくとも10体積パーセント)少ない。それ故に、誘電体基材中のポリブタジエン樹脂及び/又はポリイソプレン樹脂の量は、典型的にはそれが積層されるボンドプライ中の充填剤の量よりも多い。
ボンドプライ層(及びまた、ボンドプライ層を備える回路サブアセンブリ中の誘電体基材材料)のための熱硬化性組成物は、板ガラスもしくは密織りファイバーグラス、又は高温有機繊維を含めて、適当な繊維、具体的にはガラス(E、S、D、及びNEガラス)の織られた熱安定性ウェッブを任意選択でさらに含み得る。このような熱安定性繊維強化材は、回路積層体に積層体の平面内の硬化後の収縮を制御する手段を与える。さらに、織られたウェッブ強化材、具体的にはガラス繊維は、回路基材を比較的高い機械的強度をもった状態にする。
任意選択の実施形態において、ボンドプライ層及び/又は、回路サブアセンブリ中の、誘電体層中の充填剤は、コート、すなわち、表面処理され得る。コート充填剤の例には、シランコート、アルミナコート、及びそれらの組み合わせ、具体的にはシリカ−メチル水素ポリシロキサンコート充填剤が含まれ得る。シリカ、アルミナ及び/又はシランコーティングを形成するために使用され得る表面処理剤の例には、限定することなく、メチル水素ポリシロキサン、例えば、アドバンストポリマーズインコーポレイティッド社(Advanced Polymers Inc.)からのAPS−219、ダウコーニング社(Dow Corning)からのMH1107 Fluid、シランカップリング剤、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン及びγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランが含まれ得る。
ボンドプライのための熱硬化性組成物の組成物は、難燃剤を含む。回路材料のための慣例の臭素含有難燃性が使用され得る。適当な臭素難燃剤の例には、SAYTEX BT 93W(エチレンビステトラブロモフタリド)、S SAYTEX 120(テトラブロモジフェノキシベンゼン)、SAYTEX 102(デカブロモジフェノキシオキシド)、及びSAYTEX 8010(エタン−1,2−ビス(ペンタブロモフェニル))が含まれる。
例えば、臭素含有難燃剤エチレンビステトラブロモフタリドは、以下の構造:
で表され得、ここで、このような化合物は、複数の(2以上、具体的には2〜4の)臭素化芳香族環の存在により特徴付けられる。
いくつかの実施形態において、ボンドプライは、ハロゲンフリー難燃剤として、有効量のジヒドロ−オキサ−ホスホ−フェナントレン(DOPO)誘導体を含む。重量パーセントの点で十分量及び体積パーセントの点で無機充填剤と適正な組み合わせでの、このような化合物は、UL−94(Underwriter’s Laboratories Subject 94)に従う望ましいV−0等級、及び慣例の難燃剤系が不合格になる傾向があるガラス繊維強化配合物を含めて、関連試験法の他の優れた等級を獲得し得る。いくつかの実施形態において、ガラス繊維強化誘電体層は、任意選択で強化されたボンドプライと組み合わせられる。
このようなDOPO誘導体は、比較的高い揮発温度を有し得る。一実施形態において、この化合物は、310℃で分解及び揮発を開始し、450℃までに少なくとも70重量%の分解又は揮発を達成する。この化合物のピーク融点は、DOPO(その単化合物)よりも高く、具体的には少なくとも260℃、より具体的には260〜320℃、最も具体的には275〜305℃である。
本明細書に記載される誘電体層及びボンドプライ層の両方に使用される、DOPO誘導体では、オキサホスホリンオキシド基は、リン原子、及び有機環式構造、特に5又は6員の環の一部として1個の酸素原子を含む。いくつかの実施形態によれば、オキサホスホリンオキシド含有部分は、以下の構造式
(式中、それぞれのR及びRは、水素又はC〜Cヒドロカルビル基、具体的には、C〜Cアルキル基を独立して表し得、それぞれのmは、1〜4の整数を独立して表し得る)により表され得る。構造(1)において、点線は、一価結合を表す。結合が水素原子に付かれている場合、その結果生じた化合物は、6H−ジベンゾ[c,e][1,2]オキサホスホリン−6−オキシド、3,4,5,6−ジベンゾ−2H−1,2−オキサホスホリン−2オキシド又はDOPO(CAS RN35948−25−5)と略される、9.10−ジヒドロ−9−オキサ−10−ホスホリルフェナントレン−10オキシドと名付けられ得る。このような化合物は、三光株式会社(Sanko Co.Ltd.)から市販されている。
DOPO含有化合物は、2又は3つのオキサホスホリンオキシド含有部分の存在により特徴付けられ得る。これらの部分は、二価又は三価の架橋性基Qと連結され得る。このような化合物は、以下の構造:
(式中、R、R、及びmは、上で定義されており、Qは、C1〜24ヒドロカルビルを表し得、nは、平均で2〜4である)で表され得る。nが2である場合、化合物は、DOPO二量体又はジ−DOPO化合物と称され得る。
一実施形態において、DOPO誘導体は、以下の構造:
(式中、Bは、直接結合、C〜C12アリール、C〜C12シクロアルキル、又はC〜C12シクロアルケニルであり、ここで、前記シクロアルキル又はシクロアルケニルは、C〜Cアルキルで任意選択で置換されていてもよく;それぞれのR、R、R及びRは、独立して水素、C〜C15アルキル、C〜C12アリール、C〜C15アラルキルもしくはC〜C15アルカリルであるか;又はR及びR、もしくはR及びRは、一緒になって、飽和もしくは不飽和環式環を形成し得、ここで、前記飽和もしくは不飽和環式環は、C〜Cアルキルで任意選択で置換されていてもよく;それぞれのmは、独立して1、2、3又は4であり;それぞれのR及びRは、独立して水素又はC〜Cアルキルであり;それぞれのnは、独立して0、1、2、3、4又は5であり;但し、Bがアリール又は直接結合である場合、nは、0であり得ない)を有する。
一実施形態において、両方のn添え字は、1又は2であり、Bは、直接結合である。別の実施形態において、両方のn添え字は、1であり、Bは、C〜C12アリールである。なお別の実施形態において、R、R、R及びRは、独立して水素又はC〜Cアルキルである。別の実施形態において、R及びRは、それぞれ独立して水素又はメチルである。
本発明で使用され得る構造(4)の具体的な化合物は、6H−ジベンゾ[c,e][1,2]オキサホスホリン,6,6’−(1,4−エタンジイル)ビス−,6,6’−ジオキシド;6H−ジベンゾ[c,e][1,2]オキサホスホリン,6,6’−(1,4−ブタンジイル)ビス−,6,6’−ジオキシド;又は6H−ジベンゾ[c,e][1,2]オキサホスホリン,6,6’−(p−キシレンジイル)ビス−,6,6’−ジオキシドである。
上で定義されたDOPO含有化合物は、知られた化合物であり、市販されており、及び/又は知られた方法で調製され得る。一実施形態において、DOPO誘導体は、構造(5):
で表され得る。
構造(5)において、それぞれのR、R、R及びRは、独立して、水素、C〜C15アルキル、C〜C12アリール、C〜C15アラルキルもしくはC〜C15アルカリルであるか;又はR及びR、もしくはR及びRは、一緒になって、飽和もしくは不飽和環式環を形成し得、ここで、前記飽和もしくは不飽和環式環は、C〜Cアルキルで任意選択で置換されていてもよく;それぞれのmは、独立して1、2、3又は4であり;nは、2〜12、具体的には2〜6、より具体的には2〜3である。
構造(5)の化合物の特定の実施形態は、構造(6):
で表され得る。この化合物は、(6H−ジベンゾ[c,e][1,2]オキサホスホリン、6,6’−(1,2−エタンジイル)ビス−,6,6’−ジオキシド)である。
本組成物中のDOPO誘導体のピーク融点は、240℃超、具体的には240〜310℃、より具体的には274〜305℃であり得る。ピーク融点の決定のために、示差走査熱量計(DSC)、例えば、機器製造者推奨手順に従って標準校正によるTA Instruments Q2000分析器が使用されてもよい。ピーク融点は、特定の融解転移についての最高吸熱である。
一実施形態において、DOPO誘導体は、以下の構造(7):
を有する高融点光学異性体(R,Sジアステレオマー)である。
一般に、オキサホスホリンオキシド含有芳香族化合物は、誘電体基材のための熱硬化性組成物に、全組成物に基づいて、10〜35重量%、具体的には15〜30重量%、より具体的には少なくとも20重量%の量で添加され得る。全樹脂、すなわち、樹脂系(ポリマー及びオリゴマー、又は樹脂系の一部になる反応性希釈剤のすべてを含むが、無機充填剤又は非反応性添加剤を含まない)に基づいて、オキサホスホリンオキシド含有芳香族化合物の量は、樹脂成分のみの重量に基づいて、90重量%超、具体的には90重量%〜130重量%、より具体的には95〜120重量%である。誘電体基材組成物中オキサホスホリンオキシド含有芳香族化合物の量は、組成物が、全組成物に基づいて、1重量%〜10重量%、具体的には2〜5重量%のリン含有量を有するように選択され得る。
オキサホスホリンオキシド含有芳香族化合物は、樹脂系との組み合わせの前に摩砕又はミリングされ得る。摩砕又はミリング後のd50粒子サイズは、15マイクロメートル未満、具体的には3マイクロメートル未満であり得る。
上に記載された1種以上のポリマーに加えて、ボンドプライ層のための組成物は、添加剤、例えば、硬化剤、安定剤、及び酸化防止剤をさらに任意選択で独立して含み得る。添加剤の特定の選択は、ボンドプライの導電性層への接着、誘電率、誘電正接、水吸収度、及び/又は他の望まれる特性を増強し又は実質的に悪影響を与えないように選択される。
ボンドプライ、又は他の層の熱硬化性組成物における使用のための硬化剤には、関連ポリマーの硬化を開始するのに有用なものが含まれ得る。例には、限定されないが、アジド、ペルオキシド、硫黄、及び硫黄誘導体が含まれ得る。フリーラジカル開始剤は、硬化開始剤としてとりわけ望ましい。フリーラジカル開始剤の例には、ペルオキシド、ヒドロペルオキシド、及び非ペルオキシド開始剤、例えば、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタンが含まれる。ペルオキシド硬化剤の例には、ジクミルペルオキシド、アルファ,アルファ−ジ(t−ブチルペルオキシ)−m,p−ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン−3、及び2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3、ならびに前述の硬化開始剤の1種以上を含む混合物が含まれる。硬化開始剤は、使用される場合、典型的には、接着組成物の全重量に基づいて、0.25重量%〜15重量%の量で存在する。
回路サブアセンブリ中いずれか1つ以上の層における使用のための適当な酸化防止剤は、ラジカル捕捉剤及び金属不活性化剤を含み得る。フリーラジカル捕捉剤の非限定的な例には、商品名CHIMASSORB944の下でシバケミカルズ社(Ciba Chemicals)から市販されている、ポリ[[6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−s−トリアジン−2,4−ジイル][2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]ヘキサメチレン[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]]である。金属不活性化剤の非限定的な例は、商品名NAUGARD XL−1の下でユニロイヤルケミカル社(Uniroyal Chemical)[米国コネチカット州ミドルベリー(Middlebury)所在]から市販されている2,2−オキサリルジアミドビス[エチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]である。単一の酸化防止剤又は2種以上の酸化防止剤の混合物が使用され得る。酸化防止剤は、典型的には接着組成物の全重量に基づいて、3重量%まで、具体的には0.25〜2.0重量%の量で存在する。
回路サブアセンブリ中の誘電体基材層のための熱硬化性組成物は、低い極性組成物(非極性組成物を含めて)である。それ故に、エポキシ含有樹脂の実質的な量は排除され、具体的には非存在である。熱硬化性組成物が低い極性、低い誘電率、及び低い損失材料である一方で、しかしながら、難燃性添加剤なしで配合される場合、それは高度に燃焼姓である傾向があり得る。一実施形態において、熱硬化性組成物は、20未満のLOI(限界酸素指数)を有し、及び少なくとも2個(具体的には、平均で2個以上)のフリーラジカル反応性官能基、具体的にはエチレン性不飽和二重結合を有する基を含む熱硬化性樹脂に基づく。熱硬化性組成物は、900ppm未満の組み合わせた臭素及び塩素含有量を有し得る。
ボンドプライ層を有する回路サブアセンブリにおける誘電体基材のための熱硬化性組成物の例には、熱硬化性樹脂、例えば、1,2−ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリブタジエン−ポリイソプレンコポリマー、ポリ(フェニレンエーテル)樹脂、硬化性環式オレフィン又はそれらのコポリマー(例えば、参照によりそれらの全体が本明細書によって援用される、米国特許出願公開第2008/0259234号及び同第2011/0060096号に記載されたコポリマー)に基づくものが含まれ得る。熱硬化性樹脂は、エチレン性不飽和二重結合を有するように、反応剤化合物で官能化され得る。例えば、熱硬化性樹脂は、フリーラジカル反応性エチレン性不飽和二重結合を含むように、ビニル化、アリル化、メタクリル化、又はマレイン化され得る。一実施形態において、熱硬化性組成物は、ビニル末端ポリブタジエン及び/又はビニルもしくはアリル末端ポリ(フェニレンエーテル)に基づく。ビニル末端ポリ又はアリル末端ポリ(フェニレンエーテル)は、4,000未満の数平均分子量を有し得る。このような低分子量のビニル末端ポリ(フェニレンエーテル)樹脂又はアリル末端ポリ(フェニレンエーテル)樹脂は、MGC OPE−2Stの商品名で三菱ガス株式会社(Mitsubishi Gas)から、及びXYRON−変性ポリマーの商品名で旭化成株式会社(Asahi Kasei)から市販されている。具体的な特性、又はプロセシング変性のために添加され得るなお他の共硬化性ポリマーには、限定されないが、エチレンのホモポリマー又はコポリマー、例えば、ポリエチレン及びエチレンオキシドコポリマー;メタクリル化PPO(ポリフェニレンオキシド)樹脂、例えば、同じ組成物中のポリブタジエンと反応性であるSA9000:天然ゴム;ノルボルネンポリマー、例えば、ポリジシクロペンタジエン;水素化スチレン−イソプレン−スチレンコポリマー及びブタジエン−アクリロニトリルコポリマー;不飽和ポリエステル;などが含まれる。これらのポリマーのレベルは、一般に樹脂系の50体積%未満である。
このような熱硬化性樹脂は、低誘電率及び低損失の望ましい特色を呈し得る。低い極性樹脂と微量のより高い極性樹脂との組み合わせも使用され得、非限定的な例には、エポキシ及びポリ(フェニレンエーテル)、ならびにシアネートエステル及びポリ(フェニレンエーテル)が含まれる。ポリブタジエン、ポリイソプレン、ならびに/又はブタジエン含有コポリマー及びイソプレン含有コポリマーに基づく組成物は、とりわけ有用である。熱硬化性組成物が1種以上の熱硬化性樹脂に「基づく」ことを述べることは、熱硬化性組成物が、いずれか他の樹脂よりもその熱硬化性樹脂のより多く、具体的には、反応性モノマーを含めて、誘電体基材を作製するために使用される全樹脂(充填剤を除いて、反応モノマー及びオリゴマーを含む)の50重量%超、具体的には35重量%超を含むことを意味する。特に適当な熱硬化性組成物は、ブタジエン、イソプレン、又はそれらの混合物から誘導された単位を含むホモポリマー及びコポリマーを含めて、その用語が本明細書で使用される場合、熱硬化性ポリブタジエン樹脂及び/又はポリイソプレン樹脂を含むか、又はそれらに基づく。
熱硬化性樹脂、具体的にはポリブタジエン樹脂及び/又はポリイソプレン樹脂は、任意選択で全樹脂に基づく30重量%まで、具体的には15重量%までの、ビス(ビニルフェニル)メタン、ビス(ビニルフェニル)エタン、ビス(ビニルフェニル)ヘキサン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される化合物と組み合わせて、全樹脂に基づいて、50〜100重量%、具体的には35〜85重量%の量で誘電体基材層の樹脂系中に存在し得る。代わりに、ポリブタジエン樹脂及び/又はポリイソプレン樹脂は、熱硬化性組成物(充填剤を含む)に基づいて、5〜55重量%、より具体的には9〜45重量%、より具体的には10〜45重量%の量で存在し得る。熱硬化性ポリブタジエン樹脂及び/又はポリイソプレン樹脂と共硬化し得る他のポリマー又は化合物が、具体的な特性又はプロセシング変性のために添加され得る。例えば、時間にわたる電気的基材材料の誘電強度及び機械的特性の安定性を改良するために、より低い分子量のエチレンプロピレンエラストマーが樹脂系で使用され得る。本明細書で使用される場合のエチレンプロピレンエラストマーは、主としてエチレン及びプロピレンを含むコポリマー、ターポリマー、又は他のポリマーである。エチレンプロピレンエラストマーは、EPMコポリマー(すなわち、エチレン及びプロピレンモノマーのコポリマー)又はEPDMターポリマー(すなわち、エチレン、プロピレン、及びジエンモノマーのターポリマー)とさらに分類され得る。特に、エチレンプロピレンジエンターポリマーゴムは、滑らかに動く架橋のための主鎖を離れて利用可能な不飽和とともに、飽和された主鎖を有する。ジエンがジシクロペンタジエンである、液体エチレンプロピレンジエンターポリマーゴムが好ましい。
2つの回路積層体を接合するために使用される、本明細書に記載されるとおりの、ボンドプライを備える回路サブアセンブリは、特に有機リン難燃剤化合物を使用する場合、誘電体基材層及び導電性層間で、ならびにそれらと直接接触して保護接着層をさらに任意選択で備え得る。このような接着層は、特に回路製造プロセス中の塩基曝露の場合に、回路積層体中の熱硬化性組成物に関して耐薬品性を与え得る。この改良は、強塩基に関わるプロセシング中の分解に対して改良された耐性を可能にし得る。
高いプロファイル銅又は低いプロファイル銅を備える回路サブアセンブリの場合、保護接着層は、誘電体基材層に含有されるいくつかの難燃剤化合物を攻撃し得る高いpH塩基性溶液に対する曝露から誘電体基材層を保護し得る。特に、理論により拘束されることを望むことなく、塩基性、すなわち、高いpHの溶液は、例えば、いくつかのオキサホスホリンオキシド含有芳香族難燃剤化合物を溶解させ、又はそれらと反応し、回路材料のプロセシング中に誘電体基材からそれらをある程度除去又は濾し出し得ると信じられている。例えば、非極性樹脂熱硬化性組成物中に組み込まれる場合、オキサホスホリン含有芳香族化合物、具体的には構造(7)のDiDOPO化合物は、アルカリ溶液に可溶性であり、かつそれと反応性であることが見出された。(対照的に、臭素化難燃剤化合物の使用は、この問題を回避し得る。)このようなアルカリ溶液は、印刷回路板を製造するために使用されるプロセスのいくつかの間にしばしば使用されるので、オキサホスホリンオキシド含有芳香族化合物の難燃剤特性は、接着材料の薄い層により保護され、それにより、塩基性溶液に対する耐性を改良し得る。同時に、保護接着層は、結果として生じる回路積層体の所望の電気的特性、例えば、低い誘電率、低い誘電正接、低い水吸収度、及び改良された誘電破壊強度に対して相当には悪影響を生じさせるべきでない。
ボンドプライを備える回路サブアセンブリにおける使用のための、保護接着層のための例示的な組成物は、参照によりその全体が本明細書によって援用される、ポール(Paul)に付与された米国特許第8,431,222号に開示されている。保護接着層又はボンドプライ層中の成分の相対量は、使用される特定の基材材料、回路材料及び回路積層体の所望の特性、ならびに同様の考慮事項に依存し得る。ポリ(アリーレンエーテル)の使用は、導電性金属層、特に銅と、相対的に非極性の誘電体基材材料との間のボンド強度の増加に寄与し得、及びまた、誘電体基材層又は部分硬化プリプレグを、ブロッキングがあまり又はまったくないように、かつクラッディング中の再位置付けがより容易であるようにあまり粘着性でなくさせ得る。ポリブタジエン又はポリイソプレンポリマーの使用は、特にポリマーがカルボキシ官能化されている場合、積層体の耐高温性の増加を与える。エラストマー性ブロックコポリマーの使用は、接着剤の成分を相溶化するように機能し得る。
上記を考慮すると、このような任意選択の保護接着層は、コーティングとして(十分に低い粘度のものである場合)導電性層もしくは誘電体基材層(例えば、プリプレグ又はBステージ材料)に直接適用されるか、又は溶解もしくは懸濁され得る(すなわち、当技術分野で知られた方法によって、例えば、ディップ、スプレー、洗浄、印刷又は他の適当なコーティング技術によって表面に適用され得る溶液の形態)。溶媒が存在する場合、溶液は、周囲条件下で、又は強制もしくは加熱空気により乾燥させられて、接着保護層を形成する。いくつかの実施形態において、保護接着層のコーティング重量は、1平方メートル当たり2グラム(g/m又は「gsm」)〜15g/m、具体的には3g/m〜12g/m、より具体的には5〜10g/mである。保護接着層は、未硬化であり得るか、又は乾燥プロセスで部分的に硬化され得る。
多層回路積層体である、回路積層体の形成のための有用な導電性層は、限定することなく、ステンレス鋼、銅、金、銀、アルミニウム、亜鉛、スズ、鉛、遷移金属、及び前述の少なくとも1種を含む合金を含み得、銅が例示的である。導電性層の厚さに関して特定の限定もないし、導電性層の形状、サイズ又は表面のテキスチャに関していかなる限定もない。しかしながら、具体的には、導電性層は、3マイクロメートル〜200マイクロメートル、具体的には9マイクロメートル〜180マイクロメートルの厚さを備える。2つ以上の導電性が存在する場合、その2つの層は、同じであるか又は異なり得る。
図1は、第1の導電性層24と誘電体回路基材25の第1の側面との間に配置された第1の保護接着層22を備える例示的な二重クラッド回路積層体20を示す。本明細書で使用される場合、「配置された」は、導電性層銅箔と保護接着層との間の、いかなる介在層も介さない、少なくとも部分的な直接接触を意味する。本明細書に記載される実施形態のすべてにおいて、様々な層が互いに完全又は部分的に覆うことができ、追加の銅箔層、パターン化回路層、及び誘電体層も存在し得ることが理解されるべきである。第2の接着保護層26は、第2の導電性層28と回路基材25の第2の側面との間に配置される。第1及び第2の接着層22、26は、同じか又は異なるポリマー組成物を含み得、第1及び第2の導電性層24、28は、同じか又は異なる種類の導電性層、例えば、銅箔を備え得る。上で検討されたとおりに、接着層は任意選択である。
図2は、第1の導電性層34と誘電体回路基材35の第1の側面との間に配置された第1の保護接着層32を備える例示的な二重クラッド回路30を示す。第2の接着保護層36は、パターン化(例えば、エッチングされた)回路層38と誘電体回路基材35の第2の側面との間に配置される。第1及び第2の接着層32、36は、同じか又は異なるポリマー組成物を含み得る。接着層は任意選択である。
回路サブアセンブリの複数の層を多くの回路化導電性層を含む単一スタック回路に接合するためにボンドプライを使用することによって、様々な多層回路が作製され得る。例示的な回路サブアセンブリは、限定することなく、単一クラッド積層体、二重クラッド積層体などを含み得る。例えば、単一クラッド積層体は、誘電体基材層上にかつそれと接触して配置された導電性金属層を備える。本明細書に記載される実施形態のすべてにおいて、様々な層が互いに完全又は部分的に覆うことができ、追加の銅箔層、パターン化回路層、及び誘電体層も存在し得ることが理解されるべきである。任意選択の接着層(示されず)も存在し得る。二重クラッド回路積層体は、誘電体基材層の向かい合う側面に配置された2つの導電性層を備える。導電性層の一方又は両方は、回路の形態であり得る。
典型的には、ボンドプライを備える回路サブアセンブリは、熱及び/又は圧力を使用して適正なアラインメントで1つ以上のボンドプライを使用して、2つ以上の(パターン化又は非パターン化)二重クラッド積層体を一緒に積層することによって形成され得る。積層後のパターニングは、別の選択肢である。二重クラッド積層体は、基材のそれぞれの側面上に1つである、2つの導電性層を有し得る。例えば、エッチングによる、導電性層のパターニングは、回路層を与え、それ故に、回路積層体における回路を与える。(回路積層体は、1つ以上の回路層を有する単一又は二重クラッド積層体である。)したがって、ボンドプライは、様々な層又は積層体間で接着を与えるために使用され得る。
ボンドプライは、構成要素取り付け中に遭遇されるプロセシング温度に耐えることができることが望ましい。「鉛フリー」はんだ付けのための共通の要件の一つは、多層アセンブリが、剥離なしに288℃の温度で10秒残存することである。288℃で10秒残存する能力をしばしば指示する材料特性の一つは、「分解温度」Tである。分解温度は、熱重量分析器(TGA)を使用して測定される。試験される材料は、TGA内に置かれ、温度が10℃/分の速度で上昇される。Tは、累積重量損失が5%に達する温度と定義される。288℃で10秒の剥離試験に残存するために、Tは、290℃超である必要がある。ボンドプライは、250℃〜370℃の融点、290℃超の分解温度及び10GHzで0.01未満の誘電正接を有し得る。
一般に、ボンドプライ組成物は、以下のとおりにプロセスされ得る。第1に、すべての成分(ボンドプライ樹脂及び任意選択の添加剤)が溶媒中に全体を通して溶解又は懸濁され、ガラス布上又は離型性基材、例えば、シリコン処理されたMYLARポリエステルフィルム上にキャストされる。混合温度は、成分の実質的分解を回避するように調節される。混合は、樹脂及び添加剤が組成物全体を通して一様に分散されるまで継続する。一実施形態において、本発明による回路アセンブリは、1つ以上の単一又は二重クラッド回路積層体間に配置されたボンドプライ層を備えるスタックを形成し、多層スタックを積層することによって製造される。ボンドプライ層は、1つ以上のボンドプライ又はボンドプライプリプレグ(すなわち、他の材料で予備含侵された材料)から形成され得る。(同様に、誘電体基材層は、1つ以上の誘電体基材層又はプリプレグから形成され得る。)最も共通的には、単一又は二重クラッド回路積層体の少なくとも1つの導電性層が、エッチングされて、ボンドプライを備えるサブアセンブリにおける回路を与える。積層のための適当な条件は、本明細書で提供されるガイダンスを使用して過度の実験なしに当業者によって容易に決定され得、樹脂の軟化又は融解温度及び基材の厚さなどの要因に依存する。例示的な条件は、3時間まで150〜320℃、0.345〜3.45MPa(1平方インチ当たり50〜500ポンド)である。回路サブアセンブリを作製するために、追加の層、例えば、追加の導電性層、基材、ボンドプライ層及び/又は他の層が存在し得る。回路サブアセンブリは、ボンドプライ及びコアであり得る。
多くの異なる多層回路構成が、ボンド層を使用して形成され得る。例示的な実施形態は、図3に示され、ここで、多層回路アセンブリは210で示される。アセンブリ210は、誘電体基材層218の向かい合う側面に導電性層214及び回路層216を備える二重クラッド回路層212を備え、別の二重クラッド回路層222は、誘電体基材層228の向かい合う側面に導電性層224及び回路層226を備える。誘電体層218、228は、任意選択で同じ組成物である。ボンドプライ層230は、上に記載されたとおりの熱可塑性又は熱硬化性材料である。誘電体層218、228、及び/又はボンドプライ層230の1つ又はすべては、織られたウェッブ及び/又は粒子状充填剤(示されず)を含み得る。導電性層214、224の一方又は両方は、回路化され得る(示されず)。保護接着層221、223、225、及び227は、それぞれの導電性層間又は回路とその誘電体基材層との間に任意選択で配置され得る。
図4は、第1の二重クラッド回路312、第2の二重クラッド回路332、及びボンドプライ322を有する例示的回路アセンブリ310を示す。二重クラッド回路312は、2つの導電性回路層316、318間に誘電体基材314を備える。二重クラッド回路332は、2つの導電性回路層336、338間に位置された誘電体基材334を備える。誘電体層314、334の少なくとも一方、具体的には両方は、本明細書に開示される組成物を有する。それぞれの誘電体基材層314、334は、粒子状充填剤に加えて、不織ガラス強化材(示されず)を含む。2つのキャップ層340、350も示される。それぞれのキャップ層340、350は、ボンドプライ層344、354を覆う導電性層342、352を含む。保護接着層351、333、335、317、315、及び341は、それぞれの導電性層間、又は回路とその誘電体基材層との間に任意選択で配置されている。
上で言及されたとおりに、本明細書に開示されるボンドプライを備えるこのような回路サブアセンブリは、相当の利点を与え得る。前に示したとおり、難燃剤を含む、本明細書に開示されるこのような回路サブアセンブリは、V−1又はそれより良い(V−1又はV−0)UL94難燃等級を達成し得る一方で、優れた電気的特性も与え得る。いくつかの実施形態において、それぞれの構成要素の相対厚さに依存して、サブアセンブリは、ハロゲン化難燃剤の使用なしに、1.02mm(40ミル)の厚さで少なくともV−1のUL94等級及び1.52mm(60ミル)までの厚さでUL94V−0等級を有し得る。UL94は、4つの可能な等級、HB、V−2,V−1、及びV−0を与えるUnderwriters Laboratories燃焼性試験である。V−0は、得るのが最も難しい等級であり、材料の5つのバーが、ドリッピングなしに10秒以下の平均消炎時間を有して自己消火することを要する。
さらに、このような回路アセンブリは、一般には0.5%未満、具体的には0.3%未満の低い水吸収率を有し得る。慣例の回路ファブリケーションで使用される酸性又は塩基性溶液に対する耐性は、高くあり得る。
電気的特性に関して、本明細書に開示されるボンドプライ、又はそれを備える回路サブアセンブリは、高周波及び高データ速度の電気及び電子用途のための回路で望まれるものに一致する電気的及び熱的特性を有し得る。具体的には、このような回路材料は、10GHzで0.006未満のD(誘電正接)及び10GHzで3.8未満のD(誘電率)を有し得る。Dは、通常は熱の形態で、誘電材料における電気的ポテンシャルエネルギーの損失速度の尺度である。それ故に、Dは、材料の「損失性(lossiness)」を決定する。低い誘電損失が、印刷回路アセンブリにおける高速相互接続及び高周波での動作に望まれている。
本発明は、以下の非限定的な実施例によりさらに例証される。
(実施例)
具体化されたボンドプライ組成物の利点を実証するために、表1に掲げられた材料を以下の実施例で使用した。
実施例
以下の実施例は、本発明によるボンドプライの性能を実証する。以下の表2(実施例1)、表3(実施例2)、表4(実施例3)、及び表5(実施例4)に示される組成物を有する様々なボンドプライを調製した。表2のボンドプライは、リン含有難燃剤を含む。それぞれ臭素含有難燃剤を含む、表3のボンドプライは、高いDの材料(6.15のD)であり、ならびに表4、表5、及び表6のボンドプライは、低いDの材料(3.0〜3.5のD)である。
樹脂、無機充填剤、及び他の成分すべては、全体を通して混合されて、慣例の混合装置でスラリーを形成する。混合温度は、硬化剤の実質的な分解(及びそれ故、未熟硬化)を回避するように調節される。
表2の配合物(ハロゲンフリーボンドプライ)に基づいて、樹脂の体積パーセントは46.98%であり、及び充填剤の体積パーセントは22.35%であると計算され得る。ポリブタジエン樹脂とポリ(フェニレンオキシド)樹脂との重量比は、1.58である。リン含有難燃剤化合物の体積パーセントは、28.66%である。無機充填剤に加えての難燃剤化合物の体積パーセントは、51.02%である。液体樹脂の体積パーセントは、27.92%である。全樹脂に基づいて、窒素含有化合物の体積パーセントは、6.49%であり、ポリブタジエンの体積パーセントは、38パーセントである。
表3の配合物(臭素化難燃剤ありの高D配合物)に基づいて、ボンドプライの配合で使用される液体樹脂の全量は、26.18体積%での充填剤及び11.97体積%での難燃剤と組み合わせて、33.50体積パーセントであると決定され得る。ボンドプライ中の樹脂の全体積パーセントは、59.35体積パーセントであり、その56.4%は、液体樹脂であることがさらに留意され得る。窒素含有化合物の体積パーセントは、全組成物(乾燥)に基づいて、8.32%であり、全樹脂に基づく、ポリブタジエンの体積パーセントは、36.4パーセントである。
表4の配合物(臭素化難燃剤ありの低DのボンドプライA)に基づいて、ボンドプライの配合で使用される液体樹脂の全量は、27.28体積%での充填剤及び11.91体積%での難燃剤と組み合わせて、34.58体積パーセントであると決定され得る。ボンドプライ中の樹脂の全体積パーセントは、58.20体積パーセントであり、その59.4体積%は、液体樹脂であることがさらに留意され得る。窒素含有化合物の体積パーセントは、全組成物(乾燥)に基づいて、8.05%であり、全樹脂に基づく、ポリブタジエンの体積パーセントは、34.18パーセントである。
表5の配合物(臭素化難燃剤ありの低DのボンドプライB)に基づいて、ボンドプライの配合で使用される液体樹脂の全量は、25.33体積%での充填剤及び12.82体積%での難燃剤と組み合わせて、26.65体積パーセントである。ボンドプライ中の樹脂の全体積パーセントは、59.52体積パーセントであることがさらに留意され得る。窒素含有化合物の体積パーセントは、全組成物(乾燥)に基づいて、8.34%であり、全樹脂に基づく、ポリブタジエンの体積パーセントは、30.77パーセントである。
表6の配合物(臭素化難燃剤ありの低Dのボンドプライ)に基づいて、ボンドプライの配合で使用される液体樹脂の全量は、40〜65体積%での充填剤及び8〜9体積%での難燃剤と組み合わせて、20〜35体積パーセント、具体的には22〜34体積パーセント、具体的には23〜32体積パーセントであると決定され得る。
以下の表7の実験1〜実験9において、表4におけるボンドプライ(低いDのボンドプライB)の組成物中の指示された成分を変化させた。これらの実施例において、液体樹脂は、ポリブタジエン樹脂、反応性モノマー(TRILENE)及びクロスリンカー(TAIC)からなった。最高176.7℃(350°F)での回路サブアセンブリの積層中に、1〜5の充填及び流れランクは、以下のスケール:1=不良、流れなし;1.5=不良、樹脂のみについて流れ、3=樹脂及び充填剤の両方について良好な流れ;5=樹脂及び充填剤の両方について優れた流れ、に基づいて決定した。結果を表7に示す。ボンドプライを、合格(P)及び不合格(F)基準で粘着について観察した。
充填及び流れ特性:表7における結果は、TAIC窒素含有化合物の存在が、良好な充填及び流れのために必要であり、それによって、保護接着層中の無機充填剤及び樹脂の両方が、積層体中で均等かつ均一に分布されたことを実証する。対照的に、比較実験1−1及び比較実験1−2についての結果は、TAICを欠くボンドプライ層が、積層中の充填及び流れの点で不合格になることを示した。
ボンドプラフレーム試験:表2、表3、表4、及び表5の配合物によるボンドプライは、積層体として同じレベルの難燃剤(樹脂100部当たりの部数で測定した)を含有し、同様に挙動する。2つの測定値は、0.508mm(0.02インチ)及び1.524mm(0.060インチ)で取り、両方の試験は、UL94V−O等級を有するボンドプライを示した。
表8において、表2、表3、表4、表5のボンドプライ組成物について、ならびに標準ボンドプライ配合物及び誘電体基材組成物である、比較についての試験結果(充填流れ特性)を関連配合物の詳細と一緒に提示する。以前のとおりに、最高176.7℃(350°F)での回路サブアセンブリの積層中に、1〜5の充填及び流れランクを以下のスケール:1=不良、流れなし;1.5=不良、樹脂のみについて流れ、3=樹脂及び充填剤の両方について良好な流れ;5=樹脂及び充填剤の両方について優れた流れ、に基づいて決定した。
結果の検討:上の表8において、標準ボンドプライ及び誘電体基材組成物は、不良な充填−流れ特性を与えた一方で、4つの発明実施例は、良好な充填−流れ特性を与えたことが見られ得る。良好な充填流れ特性を有するボンドプライと不良な充填流れ特性を有するボンドプライ及び誘電体層との間の2つの組成的な差異は明らかである。第1は、表8における良好な充填−流れ生成物のすべては、本実施例によって5〜10%の窒素含有化合物、TAICを含むことである。第2は、表8における充填剤の体積%は、これらの実施例中良好な充填−流れ生成物のすべてについて30%未満であることである。第3の観察は、この実施形態において、全樹脂中40%未満のポリブタジエンの体積%を有するボンドプライは、良好な結果を与えたことである。同時に、PPO樹脂は、改良された充填−流れ特性と組み合わせて、積層前の粘着における望ましい減少に寄与することができた。
単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」及び「その(the)」は、文脈が明瞭に別に指図しない限り、複数の指示対象を含む。同じ特性又は成分に向けられた範囲のすべての端点は、独立して組み合わせ可能であり、列挙された端点を含む。すべての参考文献は、参照により本願明細書に援用される。本明細書で使用される場合かつ全体を通して、「配置された」、「接触させられた」及びそれらの変形は、それぞれの材料、基材、層、フィルムなどの間の完全又は部分的な物理的接触を指す。さらに、本明細書における用語「第1の」、「第2の」などはいかなる順序、数量、又は重要性を表示せず、むしろ、1つの要素を別のものから区別するために使用される。
本明細書で使用される場合、用語「ヒドロカルビル」は、任意選択で1〜3個のヘテロ原子、例えば、酸素、窒素、ハロゲン、ケイ素、又は硫黄を有する、炭素及び水素を含む置換基を広義に指し;「アルキル」は、直鎖又は分岐鎖の一価炭化水素基であり;「アルキレン」は、直鎖又は分岐鎖の二価炭化水素基であり;「アルキリデン」は、両方の原子価が単一の共通炭素原子上にある、直鎖又は分岐鎖の二価炭化水素基であり;「アルケニル」は、炭素−炭素二重結合により接続された少なくとも2個の炭素を有する、直鎖又は分岐鎖の一価炭化水素基であり;「シクロアルキル」は、少なくとも3個の炭素原子を有する非芳香族一価の単環式又は多環式炭化水素基であり;「シクロアルケニル」は、少なくとも1の不飽和度を有して、少なくとも3個の炭素原子を有する非芳香族環式二価炭化水素基であり;「アリール」は、芳香族環(単数)又は環(複数)中に炭素のみを有する芳香族一価基であり;「アリーレン」は、芳香族環(単数)又は環(複数)中に炭素のみを有する芳香族二価基であり;「アルキルアリール」は、上で定義されたとおりのアルキル基で置換されているアリール基であり、4−メチルフェニルは、例示的なアルキルアリール基であり;「アリールアルキル」は、上で定義されたとおりのアリール基で置換されているアルキル基であり、ベンジルは、例示的なアリールアルキル基であり;「アシル」は、カルボニル炭素架橋(−C(=O)−)を通して付かれた指示数の炭素原子を有する上で定義されたとおりのアルキル基であり;「アルコキシ」は、酸素架橋(−O−)を通して付かれた指示数の炭素原子を有する上で定義されたとおりのアルキル基であり;及び「アリールオキシ」は、酸素架橋(−O−)を通して付かれた指示数の炭素原子を有する上で定義されたとおりのアリール基である。別に指示されない限り、炭化水素から誘導された前述の基のすべては、C〜C20アルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルカリル、C〜C20アラルキルであってもよいか、もしくはC〜C12アルキル、C〜C12アリール、C〜C12アルカリル、C〜C12アラルキル)であってもよいか、又は1〜8個の炭素原子、もしくは1〜6個の炭素原子を有してもよい。
別に指示されない限り、前述の基のそれぞれは、非置換であり得るか、又は置換され得るが、但し、置換は化合物の合成、安定性、又は使用に相当には悪影響を与えないこと条件とする。本明細書で使用される場合の用語「置換された」は、指定された原子又は基の上の少なくとも1個の水素が、別の基で置き換えられていることを意味するが、但し、指定された原子の正規の原子価は超えられないことを条件とする。置換基がオキソ(すなわち、=O)である場合、その原子上の2個の水素が置き換えられている。置換基及び/又は可変要素の組み合わせは、許容されるが、但し、その置換が化合物の合成又は使用に相当には悪影響を与えないことを条件とする。「置換された」位置に存在し得る例示的な基には、ハロゲン;シアノ;ヒドロキシル;ニトロ;アジド;アルカノイル(例えば、C〜Cアルカノイル基、例えば、アシル);カルボキサミド;アルキル基(C1〜8、又はC〜C);シクロアルキル基;アルケニル及びアルキニル基(少なくとも1つの不飽和連結を有し、C1〜8、もしくはC〜Cである基を含む;少なくとも1つの酸素連結を有し、C〜C、もしくはC〜Cである)アルコキシ基;アリールオキシ、例えば、フェノキシ;少なくとも1つのチオエーテル連結を有し、C〜CもしくはC〜Cであるものを含むアルキルチオ基;少なくとも1つのスフィニル連結を有し、C〜CもしくはC〜Cであるものを含むアルキルスルフィニル基;少なくとも1つのスルホニル連結を有し、C〜CもしくはC〜Cであるものを含むアルキルスルホニル基;少なくとも1個のN原子を有し、C〜CもしくはC〜Cであるものを含むアミノアルキル基;6個以上の炭素及び少なくとも1つの環を有するアリール(例えば、フェニル、ビフェニル、ナフチルなど、それぞれの環は置換されたか又は非置換の芳香族である);1〜3の別個の、もしくは縮合された環を有し、C〜C19であるアリールアルキレン、ベンジルは例示的なアリールアルキル基である;又は1〜3の別個の、もしくは縮合された環及び6〜18個の環炭素原子を有するアリールアルコキシ、例えば、ベンジルオキシが含まれる。
具体的な実施形態が示され、説明されてきたが、様々な変更及び置換が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなくそれらになされ得る。それに応じて、本発明は、例証としてかつ限定でないとして説明されてきたことが理解されるべきである。

Claims (20)

  1. 組成物から形成された、50〜400マイクロメートルの厚さを有するボンドプライ層において、前記組成物は、
    ポリブタジエン及びポリイソプレンのうちの少なくとも一方と、さらに、アリル基を有する窒素含有化合物とを含んでなる25〜45体積パーセントの液体樹脂であって、前記窒素含有化合物は、全組成物に基づいて、5〜15体積パーセントの量で存在し、ポリブタジエン及びポリイソプレンのうちの少なくとも一方は、全前記樹脂に基づいて、15〜60体積パーセント未満の量で存在する、液体樹脂;
    少なくとも約260℃のピーク融点を有する、10〜40重量パーセントの臭素含有又はリン含有芳香族化合物;ならびに
    5〜50体積パーセントの無機充填剤
    を含み、すべてのパーセントは、溶媒非存在下で前記ボンドプライ組成物に基づいて計算されており、
    前記ボンドプライは、少なくともV−1のUL−94等級、10GHzで0.006未満のD及び10GHzで2〜10のDを有する、ボンドプライ層。
  2. 1〜25体積パーセントのポリ(アリーレンエーテル)をさらに含む、請求項1に記載のボンドプライ層。
  3. 前記臭素含有化合物が、50〜80%の(理論的)臭素重量%、500〜2500の分子量を有し、2〜4つの臭素化芳香族環を含む、請求項1に記載のボンドプライ層。
  4. 前記リン含有芳香族化合物が、以下の構造:
    (それぞれのR及びRは、水素又はC〜Cヒドロカルビル基を独立して表し、それぞれのmは、1〜4の整数を独立して表し得、nは、平均で2〜4であり、Qは、C〜C24の二価又は三価ヒドロカルビル基である)
    で表されるオキサホスホリンオキシド含有化合物である、請求項1に記載のボンドプライ層。
  5. 前記臭素含有化合物が、エチレンビステトラブロモフタリド、テトラブロモジフェノキシベンゼン、デカブロモジフェノキシオキシド、及びエタン−1,2−ビス(ペンタブロモフェニル)からなる群から選択される、請求項1に記載のボンドプライ層。
  6. 前記オキサホスホリンオキシド含有芳香族化合物が、6H−ジベンゾ[c,e][1,2]オキサホスホリン,6,6’−(1,4−エタンジイル)ビス−,6,6’−ジオキシド;6H−ジベンゾ[c,e][1,2]オキサホスホリン,6,6’−(1,4−ブタンジイル)ビス−,6,6’−ジオキシド;6H−ジベンゾ[c,e][1,2]オキサホスホリン,6,6’−(p−キシレンジイル)ビス−,6,6’−ジオキシド、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項4に記載のボンドプライ層。
  7. 前記窒素含有化合物が、トリアジン環、及び前記組成物の樹脂成分と反応性であるアリル基を有する、請求項1に記載のボンドプライ層。
  8. 前記ボンドプライ層の前記組成物が、4〜25重量パーセントのポリ(アリーレンエーテル)及び4〜25重量パーセントのエラストマー性ポリマーを、両方とも固体形態で含む、請求項1に記載のボンドプライ層。
  9. 前記組成物が、
    前記組成物の重量に基づいて、4〜20重量パーセントのポリ(アリーレンエーテル)及び4〜20重量パーセントのエラストマー;
    20〜50体積の前記無機充填剤;ならびに
    25体積パーセント〜37体積パーセント未満の前記液体樹脂であって、
    全樹脂に基づいて、15〜40体積パーセントのポリブタジエン又はポリイソプレン;及び
    アリル基を有する5〜10体積パーセントの窒素含有化合物
    を含む液体樹脂
    を含む、請求項1に記載のボンドプライ層。
  10. 前記液体樹脂が、5〜15体積パーセントのジエン反応性モノマーをさらに含む、請求項1に記載のボンドプライ層。
  11. 少なくとも2つの回路積層体であって、それぞれが、
    熱硬化性組成物から形成された誘電体基材層;
    前記誘電体基材層のそれぞれの側面に接合された導電性金属層であって、それぞれの回路積層体の前記導電性金属層の少なくとも1つは、回路を形成するようにパターン化されている、導電性金属層
    を備える回路積層体;
    前記2つの回路積層体のそれぞれの回路の間に配置されたボンドプライ層であって、前記ボンドプライの2つの側面のそれぞれは、前記2つの回路積層体の一方の回路と直接接触しており、前記ボンドプライ層は、前記ボンドプライが流れて、パターン化導電性金属層により形成された回路によって覆われていない前記誘電体基材層の領域を充填する、積層のプロセスの生成物であり、前記ボンドプライ層は、溶媒の非存在下にて
    ポリブタジエン及びポリイソプレンの少なくとも一方と、さらに、アリル基を有する窒素含有化合物とを含んでなる25〜45体積パーセントの液体樹脂であって、前記窒素含有化合物は、全組成物に基づいて、5〜15体積パーセントの量で存在し、前記ポリブタジエン及びポリイソプレンのうちの少なくともは、全前記樹脂に基づいて、15〜60体積パーセント未満の量で存在する、液体樹脂;
    少なくとも260℃のピーク融点を有する、10〜40重量パーセントの臭素含有又はリン含有芳香族化合物;ならびに
    20〜50体積パーセントの無機充填剤
    を含む組成物から形成されている、ボンドプライ層
    を備える回路サブアセンブリであって、
    前記回路アセンブリは、少なくともV−0のUL−94等級、10GHzで0.006未満のD及び10GHzで2未満〜10のDを有する、回路サブアセンブリ。
  12. 前記組成物が、
    前記熱硬化性組成物の重量に基づいて、5〜20重量パーセントのポリ(アリーレンエーテル)及びエラストマー;
    前記熱硬化性組成物の重量に基づいて、10〜40重量パーセントの260℃〜500℃のピーク融点を有する臭素含有又はリン含有芳香族化合物;
    20〜50体積パーセントの無機充填剤
    を含む、請求項11に記載の回路サブアセンブリ。
  13. 前記液体樹脂が、反応性モノマーをさらに含む、請求項12に記載の回路サブアセンブリ。
  14. 前記窒素含有化合物が、トリアジン環を有し、前記ボンドプライ層中のポリブタジエン樹脂及びポリイソプレン樹脂のうちの少なくとも一方と反応性であるアリル基を有する、請求項11に記載の回路サブアセンブリ。
  15. 前記無機充填剤が、シリカ、二酸化チタン、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項11に記載の回路サブアセンブリ。
  16. 前記臭素含有芳香族化合物が、理論的に50〜80%の臭素重量%、500〜2000の分子量を有し、2、3又は4つまでの臭素化芳香族環を含む、請求項11に記載の回路サブアセンブリ。
  17. 前記熱硬化性樹脂が、1,2−ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリブタジエン−ポリイソプレンコポリマー、ポリ(フェニレンエーテル)樹脂、硬化性環式オレフィン又はそれらのコポリマー、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、かつ前記オキサホスホリンオキシド含有芳香族化合物は、以下の構造:
    (それぞれのR及びRは、水素又はC〜Cヒドロカルビル基を独立して表し、それぞれのmは、1〜4の整数を独立して表し得、nは、平均で2〜4であり、Qは、C〜C24の二価又は三価ヒドロカルビル基である)
    で表される、請求項11に記載の回路サブアセンブリ。
  18. 前記誘電体基材が、50〜1000マイクロメートルの厚さを有し、前記ボンドプライ層が、50〜400マイクロメートルの厚さを有し、前記誘電体基材とそれぞれの導電性金属層との間の、任意選択の接着層は、前記誘電体基材層の厚さの10パーセント未満である厚さを有する、請求項11に記載の回路サブアセンブリ。
  19. (a)少なくとも2つの回路積層体であって、それぞれが、
    (i)熱硬化性組成物から形成された誘電体基材層であって、前記熱硬化性組成物は、前記熱硬化性組成物の全重量に基づいて、
    10〜35重量%のポリブタジエン樹脂及びポリイソプレン樹脂のうちの少なくとも一方と、
    30〜70重量パーセントの無機充填剤と、
    少なくとも260℃〜500℃のピーク融点を有する10〜35重量%の臭素含有又はリン含有芳香族化合物とを含んでなる、誘電体基材層と、
    (ii)前記誘電体基材層のそれぞれの側面に接合された導電性金属層であって、それぞれの回路積層体の前記導電性金属層の少なくとも1つは、回路を形成するようにパターン化されている、導電性金属層と
    を備える回路積層体、及び、
    (b)前記少なくとも2つの回路積層体間に配置されたボンドプライ層であって、少なくとも2つの回路積層体の少なくとも1つにおいて少なくとも1つの回路又は導電性層と直接接触しており、前記ボンドプライ層の前記組成物は、
    全前記樹脂に基づいて、20〜65体積パーセント未満の量の、そのすべて又は一部が液体樹脂の形態であるポリブタジエン及びポリイソプレンのうちの少なくとも一方と、
    ポリブタジエン及びポリイソプレンのうちの少なくとも一方と、さらに、アリル基を有する窒素含有化合物とを含んでなる25〜45体積パーセントの液体樹脂であって、前記窒素含有化合物は、全組成物に基づいて、5〜15体積パーセントの量で存在し、ポリブタジエン及びポリイソプレンのうちの少なくとも一方は、全前記樹脂に基づいて、15〜65体積パーセント未満の量で存在する、液体樹脂と、
    少なくとも260℃のピーク融点を有する10〜40重量パーセントの臭素含有又はリン含有芳香族化合物と、
    5〜50体積パーセントの無機充填剤と
    を含む組成物から形成されている、ボンドプライ層
    を備える、回路サブアセンブリであって、
    前記回路サブアセンブリは、少なくともV−1のUL−94等級、10GHzで0.006未満のD及び10GHzで3.8未満のDを有する、回路サブアセンブリ。
  20. 前記誘電体基材層の前記熱硬化性組成物中に存在する充填剤の体積パーセントならびにポリブタジエン及びポリイソプレンのうちの少なくとも一方の体積パーセントが、前記ボンドプライの組成物におけるよりも少なくとも5体積パーセント大きい、請求項18に記載の組成物。
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