KR100965915B1

KR100965915B1 - 저유전율 및 저손실 특성을 가진 폴리(ｐ-자일릴렌)계중합체, 이를 이용한 절연재, 인쇄회로기판 및 기능성 소자

Info

Publication number: KR100965915B1
Application number: KR1020080084747A
Authority: KR
Inventors: 조재춘; 그라이너 안드레아스; 윤도영; 오준록; 이근용; 박문수
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2010-06-24
Also published as: JP2010053333A; US8829155B2; US20100048858A1; JP5260371B2; KR20100025970A

Abstract

본 발명은 낮은 유전율을 가지는 저손실 절연재 (Low Loss Dielectric; LLD)로서 유용한 신규의 폴리(p-자일릴렌)계 중합체, 이를 이용한 절연재, 인쇄회로기판 및 기능성 소자에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 폴리(p-자일릴렌)계 중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 적어도 1 종 포함한다.

[화학식 1]

식 중, R1, R2, R7 및 R8 중 적어도 하나는 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기이고, 나머지 R1 내지 R8는 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1-C3의 선형 또는 분지형의 알킬기이고, n은 400 내지 900의 정수이다.

본 발명의 폴리(p-자일릴렌)계 중합체는 낮은 유전율, 저손실 특성 및 우수한 공정성을 가지고 있어, 저손실 절연재로서 다양한 응용이 가능하다.

중합체, 저유전, 폴리(p-자일릴렌)

Description

저유전율 및 저손실 특성을 가진 폴리(ｐ-자일릴렌)계 중합체, 이를 이용한 절연재, 인쇄회로기판 및 기능성 소자{poly(p-XYLYLENE)-BASED polymer HAVING LOW DIELECTRIC CONSTANT AND LOW-LOSS PROPERTIE, insulating material, printed circuit board and function element using THE SAME}

본 발명은 낮은 유전율을 가지는 저손실 절연재 (Low Loss Dielectric; LLD)로서 유용한 신규의 폴리(p-자일릴렌)계 중합체, 이를 이용한 절연재, 인쇄회로기판 및 기능성 소자에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 적어도 1 종 포함하는 폴리(p-자일릴렌)계 중합체, 이를 이용한 절연재, 인쇄회로기판 및 기능성 소자에 관한 것이다.

[화학식 1]

집적 회로(Integrated Circuit; IC)의 발전은 회로의 소형화를 가능하게 하고, 또한 고집적화에 따른 다기능 및 고성능을 가능하게 하였다. 이에 따라, 이러한 고집적 회로를 실장하여 또 다른 소자와의 전기적 연결을 목적으로 하는 인터포저, 패키지, 인쇄회로기판 등도 고집적화를 지향하는 것이 필요하다. 종래의 다층 기판은 기판 상층부에 모든 부품을 실장하였으나, 최근에는 다수 또는 일부의 부품들을 다층 기판의 내부에 내장함으로써 집적도를 더 높이고 소형화 고성능화를 달성할 수 있는 임베디드 기판의 개발 요구가 강해지고 있다. 부품의 3차원 실장(내장)으로 실장 밀도를 증가시켜 크기 감소(size reduction) 및 고주파에서의 전기적 성능 향상을 구현하는 기판 및 패키지를 임베디드 기판 (embedded PCB)이라고 한다.

임베디드 회로 기판은 반도체 및 수동부품을 내장하는 다층기판으로 고밀도화, 고기능화 또는 고주파 특성을 목적으로 한다. 세트 기기의 소형화, 경량화에 따라 관련 고밀도 집적회로(LSI)의 소형화도 진행되고 있어, 집적 회로의 미세화 등으로 고밀도 집적회로의 소형화가 가능하지만, 낮은 소비전력 및 칩부품의 실장 측면에서 곤란성이 있기 때문에, 수동부품의 채용 방법과 기판 내층에 직접 수동소자 가공의 방법을 취하는 임베디드 기판으로 진화되고 있다. 저손실 유전체(Low Loss Dielectrics; LLD)는 RF(radio frequency) 임베디드 기판에 절연재(dielectric) 또는 기능성 소자(functional devices, filter 등)로 사용될 수 있는 기판재료이다. 전자부품의 소형화 고주파화에 따라 낮은 크로스 토크(cross talk), 낮은 전송 손실이 요구된다. 이러한 고주파 패키지 및 모듈 등에 사용 가능한 낮은 유전율 및 저 손실의 새로운 절연재의 개발이 필요하다. 필터(filter) 등을 패키지 내부에 임베딩(embedding)하기 위한 높은 큐값(high Q)의 재료도 소형화를 위해서 필요하다. 저손실 절연재는 임베디드 기판에서 배선 사이 또는 기능성 소자 사이의 절연재 역할을 하면서 패키지의 강성을 유지하는 구조재로서 기능한다. 고밀도 집적회로의 동작 주파수가 높아지고 미세 배선을 사용함에 따라 패키지에서도 더욱 높은 배선 밀도가 요구되고 있다. 이러한 높은 배선 밀도는 배선간의 노이즈의 가능성을 더욱 높인다. 따라서, 사용되는 절연재의 유전율을 낮추어 기생 커패시턴스(capacitance)를 줄여야 하며, 절연 손실을 줄이기 위해 재료의 유전 손실이 낮아져야 한다.

기존의 벤조씨클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 재료의 경우 우수한 특성에도 불구하고 높은 비용으로 인하여 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB)에 적용하기 어려우며, 액정폴리머(liquid crystalline polymer, LCP)의 경우 특성은 우수하나 열가소성 수지의 특성 때문에 인쇄회로기판 공정성에 문제점 있다. 따라서, 절연 특성과 공정성을 구비한 새로운 재료의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명의 목적은 임베디드 기판의 기판 재료(예컨대, 절연재 또는 기능성 소자)로 사용될 수 있는 낮은 유전율과 공정성을 구비한 신규의 저손실 절연재 (Low Loss Dielectric; LLD) 재료로서 폴리(p-자일릴렌)계 중합체 및 이를 이용한 절연재, 인쇄회로기판 및 기능성 소자를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명자들은 다양한 폴리(p-자일릴렌) 계 중합체를 제조하고, 그 중합체의 유전 상수, 유전손실 계수, 열분해시작 온도 및 유리전이 온도를 실험한 결과, 낮은 유전율과 공정성을 구비한 신규의 저손실 절연재용 재료를 개발하기에 이르렀다.

본 발명의 일 측면에서는, 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 적어도 1 종 포함하는 폴리(p-자일릴렌)계 중합체가 제공된다.

[화학식 1]

전술한 중합체는 극성(Polar) 작용기가 없는 탄화수소만으로 이루어진 파릴린계(Parylene) 물질이다. 전술한 중합체는 금속촉매를 사용하지 않고 합성될 수 있으며, 저유전성질을 가지고 있다. 또한, 전술한 중합체는 열적, 기계적 성질도 뛰어나기 때문에 저유전 기판의 재료로 사용되기에 적합하다.

나아가 이와 같은 중합체는 최근 폴리머 기판 재료 분야에서 부각되고 있는 할로겐-금지 제품(Halogen-free)에도 역시 부합할 수 있다.

화학식 1의 R1 및 R2 중 하나가 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기일 수 있으며, R7 및 R8 중 하나가 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기일 수 있으며, 나머지 R1 내지 R8은 수소일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 아릴기는 예를 들어 아래의 화학식 2에서와 같은 아릴기 중에서 선택될 수 있다.

[화학식 2]

또한, 상기 화학식 1에서 아릴기가 아닌 나머지 R1 내지 R8는 수소, 또는 치환 또는 비치환된 C1-C3의 선형 또는 분지형의 알킬기, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필기 등으로부터 선택되는 알킬기일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 폴리(p-자일릴렌)계 중합체는 하기 화학식 3으로 표시되는 폴리(p-자일릴렌)계 중합체일 수 있다.

[화학식 3]

식 중, n은 400 내지 900의 정수이다.

상기 화학식 3의 화합물은 다양한 합성과정에 의하여 합성될 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 하기와 같은 반응식 1의 과정을 통하여 반복단위의 단량체를 합성한 뒤 이를 길치(Gilch polymerization) 반응을 이용하여 중합시켜 합성할 수도 있다.

[반응식 1]

전술한 바와 같은 본 발명의 폴리(p-자일릴렌)계 중합체는 유전율이 1GHz에서 2.0 내지 3.0의 범위이며, 유전손실계수(tanδ는 1GHz에서 0.001 내지 0.005의 범위를 가진다. 또한, 열분해시작온도(TGA onset temperature range: T5%)는 390℃ 내지 405℃의 범위이며, 유리전이온도는 230℃ 내지 240℃이다. 이러한 본 발명의 폴리(p-자일릴렌)계 중합체의 특성은 폴리(p-자일릴렌) 자체의 저유전 성질을 그대로 가지면서, 결합된 아릴기에 의하여 우수한 가공성이 얻어질 수 있다는 것을 나타낸다.

아래 언급될 실시예에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 바람직한 일 실시예의 중합체로 제조한 필름은 350℃ 이상에서 열분해가 시작되며 유리 전이 온도가 240℃ 이상으로 열적, 기계적으로 안정하다. 또한, 필름으로 제작하였을 경우 투명하고 유연하며(Flexible)하다. 스핀코팅(Spin coating) 시, 접착력(Adhesion)도 뛰어나다.

이와 같은 따른 폴리(p-자일릴렌)계 중합체는 저손실 절연재료(Low loss dielectrics)로 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서는, 상기 폴리(p-자일릴렌) 중합체를 이용하여 형성되는 절연재를 제공한다. 바람직하게는, 상기 절연재는 임베디드 인쇄회로기판 또는 기능성 소자에 사용되는 절연재일 수 있다. 상기 절연재의 유전율은 1GHz에서 2.0 내지 3.0의 범위인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 2.0 미만이 것이 바람직하다. 또한, 상기 절연재의 유전손실계수는 1GHz에서 0.001 내지 0.005의 범위인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.003 미만인 것이 바람직하다.

유기(Organic) 기반의 기판 기술은 소결과정이 없는 공정의 특징이 있다. 따라서 공정의 간소화가 가능한 이점이 있다.

또한 이와 같은 절연재는 기판의 수지(Resin)로 사용될 수 있으며, 상기 절연재가 기판의 수지에 사용될 경우, 패턴 간의 노이즈 가능성이 줄어들게 되며 절연 손실도 줄어들게 되는 이점이 있다. 전술한 절연재는 기판의 필러(Filler), 기판의 절연층 및 유리섬유 등 저유전 특성이 필요한 구조라면 사용에 제한이 없다.

또한 다수 또는 일부 부품들을 기판의 내부에 내장할 수 있는 임베디드(Embedded) 기판 또는 기능성 소자의 절연재료로 사용될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 또 다른 측면에서는, 전술한 절연재를 포함하는 임베디드 인쇄회로기판 또는 기능성 소자를 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에서는, 아릴알데히드(Arylaldehyde) 또는 아릴아킬케톤(Arylalkylketone)을 준비하는 단계, 상기 준비된 화합물에 디할로벤젠(Dihalobenzene)을 첨가한 후 그리냐드(Grignard) 반응을 시키는 단계, 환원 단 계, 상기 환원된 화합물과 아릴알데히드(Arylaldehyde) 또는 아릴알킬케톤(Arylalkylketone)을 그리냐드 반응시키는 단계, 할로겐화(Halogenation) 시키는 단계 및 길치(Gilch) 중합반응시키는 단계를 포함하는 폴리(p-자일릴렌)계 중합체의 제조방법을 제공한다.

일 실시예에 따르면, 상기 아릴알킬케톤의 알킬기는 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1-C3의 선형 또는 분지형의 알킬기일 수 있다.

또한 일 실시예에 따르면, 상기 아릴알데히드 및 아릴아킬케톤의 아릴기는 하기 화학식 2로 표시되는 군으로부터 선택될 수 있다.

[화학식 2]

일 실시예에 따르면, 상기 아릴알데히드는 벤즈알데히드(Benzaldehyde)이며 상기 아릴알킬케톤은 페닐메틸케톤(Phenylmethylketone)이며 상기 디할로벤젠은 디 브로모벤젠(Dibromobenzene)일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 폴리(p-자일릴렌)계 중합체, 이를 이용한 절연재, 인쇄회로기판 및 기능성 소자를 이용하여 저유전성을 가지는 재료를 제조할 수 있다.

이하에서, 제조예 및 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 아래의 제조예 및 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

<실시예 1> 디페닐 폴리(p-자일릴렌) 중합체의 합성

(1) 단량체의 합성

[제조식 1]

먼저, 제조식 1과 같이 4-브로모벤즈히드롤(4-Bromobenzhydrol)을 합성하였다. 적가 깔대기(dropping funnel) 및 환류 냉각기(reflux condenser)가 구비된 건조된 3-목 플라스크(three-neck flask) 내에 마그네슘 플레이크(flake) 14.6g(600mmol, 1.20equiv.)이 아르곤 하에 20분 동안 건조된 디에틸 에테르 50ml 내에서 교반되었다. 이후 약간의 요오드(iodine)가 첨가되었으며, 혼합물은 추가 20분간 교반되었다. 디에틸 에테르 500ml 내의 디브로모벤젠 용액 117.0g (500mmol, 1.00equiv.)이 반응 혼합물에 천천히 떨어졌다. 모든 첨가 후에, 혼합물은 1시간 동안 환류되었다. 혼합물은 상온으로 냉각되었고 과량의 마그네슘 플레이크는 아르곤 환경 하에 걸러졌다. 다음 단계로 디에틸 에테르 400ml 내에 용해되어 있는 벤즈알데히드(benzaldehyde)의 새로 증류된 용액 47.7g (450mmol, 0.9equiv.)의 점적 첨가(drop-wise addition)가 있었으며, 그 후 혼합물은 2시간 동안 환류되었다. 반응 혼합물은 얼음물로 옮겨졌으며, pH가 3 내지 4로 조정되었다. 반응물들은 클로로포름(chloroform)을 이용하여 3회에 걸쳐 추출되었다. 유기층은 NaHCO₃의 포화 용액으로 중화되었으며, Na₂SO₄로 건조되었다. 용매는 증류 되었으며 생성물은 진공상태에서 5시간 동안 건조되었다. 생성물은 GC-MS에 의해 분석되었으며, 그 결과 0.2% 디브로모벤젠(dibromobenzene), 2.1% 벤즈히드롤(benzhydrol), 86.3% 4-브로모벤크히드롤(4-bromobenzhydrol) 및 11.4% α,α'-디히드록시디페닐-p-자이롤(α,α'-dihydroxydiphenyl-p-xylol)의 혼합물임을 알 수 있었다. 어떠한 시도도 혼합물의 요소를 분리할 수 없었으며 생성물은 일반적인 환원을 위한 과정을 거쳤다.

[제조식 2]

이후, 제조식 2와 같이 4-브로모디페닐메탄(4-Bromodiphenylmethane)을 합성하였다. 환류 냉각기(reflux condenser) 및 내부 온도계가 구비된 3-목 플라스크(three-neck flask) 내에4-브로모벤즈히드롤이 500ml의 아세트산(acetic acid), 113g (445mmol)의 요오드(iodine) 및 226ml, 50wt.-%의 인산(phosphorous acid, 2.2 mol)과 혼합되었다. 혼합물은 80℃ 에서 24시간 동안 가열되었다. 반응 혼합물을 냉각한 후, 700ml의 얼음물이 첨가되었으며 생성물은 5회에 걸쳐 헥산(매회 200ml)에 의해 추출되었다. 유기층은 10wt.-% KOH-용액 및 200ml의 포화염화암모늄용액(saturated ammonium chloride solution)에 의해 세정되었고 2회에 걸쳐 포화 Na₂SO₃ 용액에 의해 세정되었다. 용매는 증류되었으며 생성물은 진공 상태에서 건조되었다. 생성물의 일드(Yield)는 61% (276 mmol)였으며, 끓는점은 103℃ (5*10^-2mbar)였다. 생성물의 NMR 분석 자료는 아래와 같다.

¹ H NMR (400 MHz , CHCl ₃ ) δ : 7.37 - 6.80 (m, 9H, ArH ), 3.75 (s, 2H, PhCH ₂ Ph )

¹³ C NMR (400 MHz, CHCl ₃ ) δ : 41.4 (PhCH ₂ Ph), 119.9 (ArC-Br), 140.6 - 126.2 ( ArC )

[제조식 3]

이후, 제조식 3과 같이 α,α'-디페닐-α-히드록실-p-자일렌(α,α'-Diphenyl-α-Hydroxyl-p-Xylene)을 합성하였다. 전술한 바와 같이, 29.0g (117mmol)의 4-브로모디페닐-메탄 및 11.2g (106mmol) 벤즈알데히드/19.7g(106mmol)을 이용한 4-브로모벤즈히드롤의 합성과정과 유사한 과정이 이용되었다. 잔사(raw product)는 클로로포름에 용해되었으며 G60 도가니를 통해 실리카겔이 필터되었다. 용매의 증류 후에 생성물은 헥산/클로로포름 혼합물(9:1v/v)를 이용한 재결정을 통해 순도가 높아졌다. 생성물의 일드(Yield)는 86%였으며, 융해점(Melting point)은 64℃였다. 생성물의 NMR 분석 자료는 아래와 같다.

¹ H NMR (300 MHz , CDCl ₃ ) δ : 7.31 - 7.10 (m, 14H, ArH ), 5.63 (s, 1H, -CHOH-, 3.86 (s, 2H, - CH ₂ -), 2.46 ( s1H , - OH )

¹³ C NMR (75 MHz, CDCl ₃ ) δ : 144.0 - 126.3 (ArC), 76.2 (-CH (OH)-, 41.8 (-CH ₂ -)

[제조식 4]

이후, 제조식 4와 같이 α,α'-디페닐-α-히드록실-p-자일렌의 염소화(Chlorination) 반응을 하였다. 적가 깔대기(dropping funnel) 및 환류 냉각기(reflux condenser)가 구비된 3-목 플라스크(three-neck flask) 내에 62mmol의 상응하는 알코올(corresponding alcohol)이 100ml의 클로로포름에 용해되었으며 0℃로 냉각되었다. 용액에 60ml의 진한 염산(37wt.-%)이 천천히 첨가 되었다. 첨가가 완료된 후, 혼합물은 0℃에서 20분간 교반되었다. 혼합물은 1시간 동안 환류되었다. 유기층은 NaHCO₃ 포화 용액에 의해 중화 되었으며 Na₂SO₄으로 건조되었다. 용액은 증류되었으며 생성물은 5시간 동안 진공 상태로 건조되었다. 잔사(raw product)는 클로로포름에 용해되었으며 G60 도가니를 통해 실리카겔이 필터되었다. 용매의 증류 후에 생성물은 헥산/클로로포름 혼합물(9:1 v/v)를 이용한 재결정을 통해 순도가 높아졌다. 생성물의 일드(Yield)는 82%였으며, 융해점(Melting point)은 73℃였다. 생성물의 NMR 분석 자료는 아래와 같다.

¹ H NMR (300 MHz, CDCl ₃ ) δ : 7.20 - 7.00 (m, 14H, ArH), 6.00 (s, 1H, -CHCl-, 3.86 (s, 2H, -CH ₂ -)

¹³ C NMR (75 MHz , CDCl ₃ ) δ : 141.0 - 126.1 ( ArC ), 64.0 (- CH ( Cl )-), 41.4 (- CH ₂ -)

(2) 단량체를 이용한 폴리(p-자일릴렌)계 중합체의 합성

[제조식 5]

제조식 5와 같이 길치 중합반응(Gilch polymerization)에 의한 디페닐-폴리자일릴렌(Diph-PPX)의 합성을 수행하였다. 길치 중합반응은 제조식 5에 의해서 수 행된다. 건조된 3-목 플라스크 내에 1.82g(16.2mmol, 2.0equiv.)의 포타슘터셔부톡사이드(potassium t-butoxide)가 85ml의 건조된 디옥산(dried dioxane)에 아르곤 하에서 주입되었다. 용액은 끓는점까지 가열되었으며, 12ml의 디옥산(dioxane) 내의8.1mmol(1.0equiv.)의 불소단량체가 끓는 용액에 첨가되었다. 혼합물은 3시간 동안 환류되었으며 고온으로 600ml의 메탄올내에서 침전되었다. 생성물은 필터되었으며 건조되었고, 메탄올 내에서 재용해 및 재침전함에 의해 순도가 높아졌다. 생성물의 일드(Yield)는 81%이였다. 생성물의 NMR 분석 자료는 아래와 같다.

¹ H NMR (300 MHz, CDCl ₃ ) δ : 7.10 - 6.40 (m, 14H, ArH), 4.32 (s, 2H, PhCH-CHPH-)

¹³ C NMR (75MHz, CDCl ₃ ) δ : 143.3 - 125.5 (ArC), 56.0 (PhCH-CHPH)

(3) 실시예 1에서 합성한 중합체의 물정 측정

*물성측정방법

열중량분석계(Thermal gravimetric analysis, TGA)

열중량분석 실험은 TA Instruments사의 TGA2050를 이용하여 수행되었다. 10mg의 중합체 샘플이 사용되었으며 질소환경 하에서700℃까지 10℃/min로 가열하였다.

측정 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1을 살펴보면 알 수 있듯이, 중합체의 열분해 온도가 350℃ 이상으로 열적으로 매우 안정함을 알 수 있었다.

시차 주사 열량계(Differential scanning calorimetry, DSC)

시차 주사 열량분석 실험은 TA Instruments사의 DSC 2010 및 DSC 2910를 이용하여 수행되었다. 샘플의 중량은 5mg이었다. 모든 중합체 샘플은 10℃/min 로 300℃까지 가열되었으며 그 후 10℃/min로 30℃까지 냉각되었다. 첫 번째 가열 및 냉각 스캔(scan) 이후에 각각의 샘플에 대해 동일한 과정으로 두 번째 스캔이 반복되었다.

측정 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2을 살펴보면 알 수 있듯이, 중합체의 유리전이온도가 240℃ 이상으로 열 및 기계적으로 매우 안정함을 알 수 있었다.

굴절률(Refractive index) 및 필름두께

굴절률은 얇은-필름 분석기, Filmetrics, Inc사의 Filmetrics F20를 통해 632.8nm 파장에서 측정되었다. 샘플이 측정되기 전에 Si-웨이퍼 스탠다드 샘플(두께 = 7254.7Å상의 SiO₂ 가 테스트 되었다. 중합체는 사이클로헥산 내에 용해되었으며, 12중량%(wt-%) 용액이었으며 3000rpm에서 30초 동안 Si-웨이퍼 상에서 스핀 피복되었고(spin-coated), 샘플은 하루 동안 60℃에서 진공 건조 되었다. 균일하고 순수한 필름이 Si-웨이퍼 상에 얻어졌다. 필름은 투명하고 연성이 우수하였으며 스핀코팅시의 접착력도 우수하였다.

유전 상수(Dielectric constant) 및 유전손실탄젠트(dielectric loss tangent) 및 필름 제조

유전 상수는 금속-절연체-금속(MIM) 병렬 케패시턴스(capacitance) 방법에 의해 측정되었다. 중합체 필름은 후술되는 방법에 의해 제조되었다. 중합체 파우더(powder)는 테프론(Teflon)으로 이루어진 두 개의 절반부(halve)를 가지고 있는 몰드에 주입되었다. 그 후 몰드는 두 개의 스테인리스강 platen에 의해 가압되었고 진공 오븐에서 4시간 동안 200℃까지 가열되었다. 물(Water) 내에서 냉각된 후, 몰드의 두 개의 절반부는 떨어지게 당겨졌고 필름 자체로부터 제거되었다. 유전 상수 및 유전 손실 탄젠트는 진동수 1MHz 부터 1GHz 범위에서 RF 임피던스(Impedance)/재료 분석기(Material Analyzer), Agilent Technologies사의 Agilent E4991A에 의해 측정되었다. 필름은 Agilent 16453A의 테스트 헤드 및 정착부에 로드되었다.

측정 결과를 도 3에 나타내었다. 도 3을 살펴보면 알 수 있듯이, 유전손실탄젠트가 0.002 내지 0.003으로 저유전성이 매우 우수함을 알 수 있었다.

*물성측정 결과

a) 분자량(Molecular weight): Mn: 190,000, Mw/Mn: 2.4

b) 중합도(Degree of polymerization, Dp): 400 - 900 단량체 단위

c) 유리전이온도(Glass-transition temperature, Tg): 230 내지 240℃

d) 열분해시작온도(TGA onset temperature range: T5%) : 390 내지 405℃

e) 굴절률(Refractive index): 1.59

f) 용매에 대한 용해능력(Solubility): 디페닐 폴리(p-자일릴렌)은 테트라히드로퓨란(THF), 클로로포름(CHCl₃), 아세톤, 톨루엔 및 모든 염소가 포함된 용매에 용해가 가능하였다.

g) 유전상수의 범위(Dielectric constant range): 500MHz에서 2.8, 1GHz에서 2.8

h) 유전 손실 탄젠트의 범위(Dielectric loss range, Tanδ: 500MHz에서 0.002, 1GHz에서 0.003

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

도 1은 열중량분석계(Thermal gravimetric analysis, TGA)를 이용하여 본 발명의 실시예 1에 따른 중합체의 열분해 온도 측정 그래프이다.

도 2는 시차 주사 열량계(Differential scanning calorimetry, DSC)를 이용하여 본 발명의 실시예 1에 따른 중합체의 유리전이온도 측정 그래프이다.

도 3a 및 도 3b는 RF 임피던스(Impedance)/재료 분석기(Material Analyzer)를이용하여 본 발명의 실시예 1에서 따른 중합체의 유전 손실 탄젠트 측정 그래프이다.

Claims

하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 적어도 1 종 포함하는 유전손실계수가 1GHz에서 0.001 내지 0.005의 범위인 저유전손실의 절연재용 폴리(p-자일릴렌)계 중합체:

[화학식 1]

식 중, 상기 R1 및 R2 중 하나 및 R7 및 R8 중 하나가 화학식 2로 표시되는 군에서 선택되는 아릴기이고, 나머지 R1 내지 R8은 수소이고, n은 400 내지 900의 정수이다.

[화학식 2]
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제1항에 있어서,

상기 폴리(p-자일릴렌)계 중합체는 하기 화학식 3으로 표시되는 폴리(p-자일릴렌)계 중합체:

[화학식 3]

식 중, n은 400 내지 900의 정수이다.
제 1 항 또는 제 4 항에 따른 폴리(p-자일릴렌) 중합체를 이용하여 형성되는 절연재.
제 5 항에 있어서,

상기 절연재는 임베디드 인쇄회로기판 또는 기능성 소자에 사용되는 절연재.
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제 5 항에 따른 절연재를 포함하는 임베디드 인쇄회로기판.
제 5 항에 따른 절연재를 포함하는 기능성 소자.
아릴알데히드(Arylaldehyde) 또는 아릴아킬케톤(Arylalkylketone)을 준비하는 단계;

상기 준비된 화합물에 디할로벤젠(Dihalobenzene)을 첨가한 후 그리냐드(Grignard) 반응을 시키는 단계;

환원 단계;

상기 환원된 화합물과 아릴알데히드(Arylaldehyde) 또는 아릴알킬케톤(Arylalkylketone)을 그리냐드 반응시키는 단계;

할로겐화(Halogenation) 시키는 단계; 및

길치(Gilch) 중합반응시키는 단계

를 포함하는 폴리(p-자일릴렌)계 중합체의 제조방법.
제 10 항에 있어서,

상기 아릴알킬케톤의 알킬기는 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1-C3의 선형 또는 분지형의 알킬기인 것을 특징으로 하는 폴리(p-자일릴렌)계 중합체의 제조방법.
제 10 항에 있어서,

상기 아릴알데히드 및 아릴아킬케톤의 아릴기는 하기 화학식 2로 표시되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리(p-자일릴렌)계 중합체의 제조방법.

[화학식 2]
제 10 항에 있어서,

상기 아릴알데히드는 벤즈알데히드(Benzaldehyde)이며 상기 아릴알킬케톤은 페닐메틸케톤(Phenylmethylketone)이며 상기 디할로벤젠은 디브로모벤젠(Dibromobenzene)인 것을 특징으로 하는 폴리(p-자일릴렌)계 중합체의 제조방법.