KR101830560B1 - 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용한 프리프레그와 적층판 - Google Patents
에폭시 수지 조성물 및 이를 사용한 프리프레그와 적층판 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용한 프리프레그, 적층판을 제공한다. 상기 에폭시 수지 조성물은 (A) 이미드 변성 에폭시 수지; (B) 가교제, 를 포함하며, 그중에서 상기 이미드 변성 에폭시 수지는 식 (1) 또는/및 식 (2)의 구조를 가지는 에폭시 수지이다. 상기 에폭시 수지 조성물로 제조한 프리프레그와 적층판은 높은 유리전이온도, 낮은 유전상수, 낮은 유전손실율, 높은 내습열성, 높은 인성 및 양호한 공정가공성을 가진다.
Description
본 발명은 동박적층판 기술분야에 관한 것으로, 구체적으로 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용한 프리프레그, 적층판 및 인쇄회로기판에 관한 것이다.
최근에는 정보통신장치가 고성능화, 고기능화 및 네트워트화로 발전함에 따라, 대용량의 정보를 고속적으로 전송 및 처리하기 위하여 작동신호가 고주파화로 되는 경향이 있으며, 또한 회로기판은 각종 전자제품의 발전추세의 요구를 만족하기 위하여, 고다층, 고배선밀도의 방향으로 발전되고 있다. 구체적으로 기판재료가 양호한 유전성능을 구비하여 정보를 고주파적으로 전송하는 수요를 만족할 것을 요구할 뿐만아니라, 양호한 내열성과 기계가공성을 구비하여 다층인쇄회로 기판의 신뢰성과 가공성의 수요를 만족할 것을 요구하고 있다.
폴리이미드는 종합성능이 가장 우수한 유기고분자재료 중의 일종이며, 400℃이상의 고온까지 견딜수 있으나, 용해도가 낮고 가공공정이 어려운 단점이 있다.
비스말레이미드(BMI라고 약칭함)는 폴리이미드 수지 시스템로부터 파생된 다른 종류의 수지 시스템이고, 말레이미드를 활성 말단기로 하는 이관능성 화합물이며, 이는 에폭시 수지의 내열성이 상대적으로 낮은 결점을 극복하였으나, 여전히 용해도가 낮고 쉽게 상분리되며 경화성형 온도가 높은 문제가 존재한다.
CN101831051에서는 나프탈렌 고리, 디시클로펜타디엔 고리, 이미드 구조를 함유하는 에폭시 수지에 대하여 개시하였으나, 나프탈렌 고리의 함량이 비교적 높고 용해성이 약한 피로멜리틱 다이언하이드라이드(pyromellitic dianhydride)를 포함하기에 취성이 커지고 용해성이 떨어지며 쉽게 상분리 현상이 나타나며, 또한 비용이 증가된다.
기존기술의 문제에 관하여, 본 발명은 에폭시 수지 조성물 및 이를 사용한 프리프레그와 적층판을 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기 수지 조성물을 사용하여 제조한 적층판은 높은 유리전이온도, 낮은 유전상수, 낮은 유전손실율, 높은 내습열성, 높은 인성 및 양호한 공정가공성을 가진다.
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위하여 반복적인 연구를 거친 결과, 이미드 변성 에폭시 수지와 가교제 및 기타 선택적인 성분을 적당히 혼합하여 얻은 조성물은 상기 목적을 실현할 수 있음을 발견하였다.
에폭시 수지 조성물에 있어서, 아래와 같은 성분:
(A) 이미드 변성 에폭시 수지;
(B) 가교제, 를 포함하고;
그중에서, 상기 이미드 변성 에폭시 수지는 식 (1) 또는/및 식 (2)의 구조를 가지는 에폭시 수지이며:
식 (1)
식 (2)
식 (1)와 식 (2)에서, A는 모두 독립적으로 비치환된 페닐기 또는 C1~C4 알킬기 치환 페닐기(C1-C4 alkyl-substituted phenyl)이며; 식 (1)와 식 (2)의 A는 같을 수 있거나 또는 다를 수도 있으며; n1, n2, n3은 모두 독립적으로 1보다 크거나 같은 정수이다.
바람직하게, 상기 이미드 변성 에폭시 수지는 식 (2)의 구조를 가지는 에폭시 수지이다.
더 바람직하게, 상기 이미드 변성 에폭시 수지는 아래 구조를 가지는 에폭시 수지이고, 내열성과 인성을 겸비하며:
본 발명에서 사용한 이미드 변성 에폭시 수지는 양호한 용해성과 공정가공성을 구비하고, 주쇄에 이미드 구조를 포함하므로 더 훌륭한 유리전이온도를 가지게 된다. 따라서 이미드 변성 에폭시 수지를 도입함으로써 경화물의 유리전이온도를 현저하게 높일 수 있으며 경화물의 인성을 개선할 수 있다.
본 발명은 상기 두가지 필수 성분사이의 배합 및 서로의 시너지효과를 이용하여 상기와 같은 에폭시 수지 조성물을 얻었다. 상기 에폭시 수지 조성물을 사용하여 제조한 프리프레그와 적층판은 높은 유리전이온도, 낮은 유전상수, 낮은 유전손실율, 높은 내습열성, 높은 인성 및 양호한 공정가공성을 가진다.
본 발명에서 가교제 종류의 선택 및 이에 대한 합리한 배합으로 조성물의 부동한 성능을 실현할 수 있다. 바람직하게, 상기 가교제는 활성 에스테르, 산무수화합물(Acid anhydride compound) 또는 페놀 수지 중에서 선택되는 어느 1종 혹은 적어도 2종의 혼합물이다.
바람직하게, 상기 활성 에스테르는 에스테르기를 가지는 활성 에스테르 가교제이고, 산무수화합물은 스티렌무수말레인산 등 산무수화합물일 수 있다. 페놀 수지는 선형 노볼락 수지, 비페놀 노볼락 수지, 알킬페놀 노볼락 수지, DCPD 노볼락 수지 또는 TCPD 노볼락 수지 등 히드록시기를 함유한 페놀 수지일 수 있다.
더 바람직하게, 상기 가교제는 활성 에스테르 또는/및 산무수화합물이며, 이는 에폭시 수지와 반응하여 더 좋은 유전성능을 가질 수 있다.
더 바람직하게, 상기 가교제는 아래와 같은 구조를 가지는 활성 에스테르이며, 해당 활성 에스테르의 특별한 구조로 인해, 즉 그중의 페닐기, 나프탈렌기, 시클로펜타디엔 등 강성구조로 인해 상기 활성 에스테르는 높은 내열성을 가지고, 또한 그 구조의 규칙성 및 에폭시 수지와의 반응과정에서 이차 히드록시기를 생성하지 않으므로 활성 에스테르는 양호한 전기적 성능과 저흡수성을 가진다.
X는 페닐기 또는 나프탈렌기이고, j는 0 혹은 1이며, k는 0 혹은 1이고, n은 중복단위가 0.25~1.25임을 나타낸다.
바람직하게, 상기 이미드 변성 에폭시 수지의 에폭시 당량과 가교제중의 활성기의 당량의 비율은 1:0.9~1.1이다.
즉, 상기 가교제가 활성 에스테르일 경우, 상기 이미드 변성 에폭시 수지의 에폭시 당량과 가교제의 활성 에스테르의 에스테르기 당량의 비율은 1:0.9~1.1이며, 예를 들어 1:0.92, 1:0.94, 1:0.96, 1:0.98, 1:1, 1:1.02, 1:1.04, 1:1.06 또는 1:1.08이다. 상기 가교제가 산무수화합물일 경우, 상기 이미드 변성 에폭시 수지의 에폭시 당량과 가교제 중 산무수화합물의 산무수물 당량(acid anhydride equivalent)의 비율은 1:0.9~1.1이며, 예를 들어 1:0.92, 1:0.94, 1:0.96, 1:0.98, 1:1, 1:1.02, 1:1.04, 1:1.06 또는 1:1.08이다.
상기 가교제가 활성 에스테르와 산무수화합물일 경우, 상기 이미드 변성 에폭시 수지의 에폭시 당량과, 활성 에스테르의 에스테르기 당량과 산무수화합물의 산무수물 당량의 합의 비율은 1:0.9~1.1이며, 예를 들어 1:0.92, 1:0.94, 1:0.96, 1:0.98, 1:1, 1:1.02, 1:1.04, 1:1.06 또는 1:1.08이다. 상기 가교제가 활성 에스테르와 페놀 수지일 경우, 상기 이미드 변성 에폭시 수지의 에폭시 당량과, 활성 에스테르의 에스테르기 당량과 페놀 수지의 히드록시기 당량의 합의 비율은 1:0.9~1.1이며, 예를 들어 1:0.92, 1:0.94, 1:0.96, 1:0.98, 1:1, 1:1.02, 1:1.04, 1:1.06 또는 1:1.08이다. 상기 가교제가 산무수화합물과 페놀 수지일 경우, 상기 이미드 변성 에폭시 수지의 에폭시 당량과, 산무수화합물의 산무수물 당량과 페놀 수지의 히드록시기 당량의 합의 비율은 1:0.9~1.1이며 예를 들어 1:0.92, 1:0.94, 1:0.96, 1:0.98, 1:1, 1:1.02, 1:1.04, 1:1.06 또는 1:1.08이다. 상기 가교제가 활성 에스테르, 산무수화합물 및 페놀 수지일 경우, 상기 이미드 변성 에폭시 수지의 에폭시 당량과, 활성 에스테르의 에스테르기 당량, 산무수화합물의 산무수물 당량 및 페놀 수지의 히드록시기 당량의 합의 비율은 1:0.9~1.1이며, 예를 들어 1:0.92, 1:0.94, 1:0.96, 1:0.98, 1:1, 1:1.02, 1:1.04, 1:1.06 또는 1:1.08이다.
바람직하게, 상기 에폭시 수지 조성물은 경화촉진제를 더 포함하여 수지를 경화시켜 수지의 경화속도를 가속화 시킨다. 성분(A)와 성분(B)의 첨가량의 합을 100중량부 기준으로 할 때, 상기 경화촉진제의 첨가량은 0.05~1중량부이며, 예를 들어 0.08 중량부, 0.1중량부, 0.15중량부, 0.2중량부, 0.25중량부, 0.3중량부, 0.35중량부, 0.4중량부, 0.45중량부, 0.5중량부, 0.55중량부, 0.60중량부, 0.65중량부, 0.7중량부, 0.75중량부, 0.8중량부, 0.85중량부, 0.9중량부 혹은 0.95중량부이다.
바람직하게, 상기 경화촉진제는 4-디메틸아미노피리딘, 2-메틸이미다졸, 2-메틸-4에틸이미다졸 또는 2-페닐이미다졸 중에서 선택되는 어느 1종 혹은 적어도 2종의 혼합물이다.
바람직하게, 상기 에폭시 수지 조성물은 난연제를 더 포함하며, 상기 난연제는 브롬 함유 난연제 또는/및 할로겐 미함유 난연제이다.
바람직하게, 성분(A)와 성분(B)의 첨가량의 합을 100중량부 기준으로 할 때, 상기 난연제의 첨가량은 5~50중량부이며, 예를 들어 5중량부, 10중량부, 15중량부, 25중량부, 30중량부, 35중량부, 40중량부 혹은 45중량부이다.
바람직하게, 상기 브롬 함유 난연제는 데카브로모디페닐에탄, 브롬화 폴리스티렌, 에틸렌비스테트라브로모프탈이미드 또는 브롬 함유 에폭시 수지 중에서 선택되는 어느 1종 혹은 적어도 2종의 혼합물 이다.
바람직하게, 상기 할로겐 미함유 난연제는 트리스(2,6-디메틸페닐)포스핀(tri(2,6-dimethylphenyl)phosphine), 10-(2,5-디히드록시페닐)-9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 2,6-비스(2,6-디메틸페닐)포스피노벤젠(2,6-di-(2,6-dimethylphenyl)-phosphinobenzene), 10-페닐-9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 페녹시포스파젠화합물, 붕산 아연, 질소-인계 팽창형 난연제, 유기폴리머 난연제(organic polymer flame retardant), 인 함유 노볼락 수지 또는 인 함유 비스말레이미드 중에서 선택되는 어느 1종 또는 적어도 2종의 혼합물 이다.
바람직하게, 상기 에폭시 수지 조성물은 충진제를 더 포함하며, 상기 충진제는 유기충진제 또는/및 무기충진제이며 주로 조성물의 물리적 성능 효과를 조절하기 위한 것이며, 예를 들어 열팽창계수(CTE)를 낮추고 흡수율을 낮추며 열전도도를 높이기 위한 것 등이다.
바람직하게, 성분(A)와 성분(B)의 첨가량의 합을 100중량부 기준으로 할 때, 상기 충진제의 첨가량은 0~100중량부이고 0을 포함하지 않으며, 바람직하게 0~50중량부이고 0을 포함하지 않는다. 예를 들어, 상기 충진제의 첨가량은 0.5 중량부, 1중량부, 5중량부, 10중량부, 15중량부, 20중량부, 25중량부, 30중량부, 35중량부, 40중량부, 45중량부, 50중량부, 55중량부, 60중량부, 65중량부, 70중량부, 75중량부, 80중량부, 85중량부, 90중량부 또는 95중량부 이다.
바람직하게, 상기 무기충진제는 용융실리카, 결정형실리카, 구형실리카, 중공 실리카, 수산화알루미늄, 산화알루미늄, 활석분말, 질화알루미늄, 질화붕소, 탄화규소, 황산바륨, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 탄산칼슘, 규산칼슘, 운모 또는 유리섬유분말 중에서 선택되는 어느 1종 혹은 적어도 2종의 혼합물이다. 상기 혼합물은 예를 들어 용융실리카 및 결정형실리카의 혼합물, 구형실리카 및 중공실리카의 혼합물, 수산화알루미늄 및 산화알루미늄의 혼합물, 활석분말 및 질화알루미늄의 혼합물, 질화붕소 및 탄화규소의 혼합물, 황산바륨 및 티탄산바륨의 혼합물, 티탄산스트론튬 및 탄산칼슘의 혼합물, 규산칼슘과 운모 및 유리섬유분말의 혼합물, 용융실리카와 결정형실리카 및 구형실리카의 혼합물, 중공실리카와 수산화알루미늄 및 산화알루미늄의 혼합물, 활석분말과 질화알루미늄 및 질화붕소의 혼합물, 탄화규소와 황산바륨 및 티탄산바륨의 혼합물, 티탄산스트론튬과 탄산칼슘과 규산칼슘과 운모 및 유리섬유분말의 혼합물이다.
바람직하게, 상기 유기충진제는 폴리테트라플루오로에틸렌 분말, 폴리페닐렌술파이드 분말 또는 폴리에테르설폰 분말 중에서 선택되는 어느 1종 또는 적어도 2종의 혼합물이다. 상기 혼합물은 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌 분말 및 폴리페닐렌술파이드 분말의 혼합물, 폴리에테르설폰 분말 및 폴리테트라플루오로에틸렌 분말의 혼합물, 폴리페닐렌술파이드 분말 및 폴리에테르설폰 분말의 혼합물, 폴리테트라플루오로에틸렌 분말과 폴리페닐렌술파이드 분말 및 폴리에테르설폰 분말의 혼합물이다.
바람직하게, 상기 충진제는 실리카이며, 실리카의 중위입경(the median of the particle diameter) 은 1~15㎛이며, 바람직하게 충진제의 중위입경은 1~10㎛이다.
본 발명에 따른 "포함"은, 상기 성분 외에도 상기 할로겐 비함유 수지 조성물에 서로 다른 특성을 부여하는 기타 성분을 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 본 발명에 따른 "포함"은, 밀폐식인 "은" 또는 "……으로 구성"으로 대체할 수도 있다.
예를 들어, 상기 에폭시 수지 조성물은 다양한 첨가제를 더 포함할 수 있으며 구체적인 예로 항산화제, 열안정제, 정전기 방지제, 자외선 흡수제, 안료, 착색제 또는 윤활제 등을 열거할 수 있다. 이런 다양한 첨가제는 단독으로 사용할 수 있거나, 2종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 수지 조성물의 일반적인 제조방법은 다음과 같다: 먼저 고체성분을 용기에 넣고 액체용액을 첨가하여 완전히 용해될 때까지 교반 한 다음, 액체 수지, 충진제, 난연제, 경화촉진제를 첨가하고 계속 교반하여 균일하게 한 후, 마지막으로 용매로 액체의 고체함량이 60%~80%되게 조절하여 접착액(Varnish)을 제조한다.
본 발명의 또 다른 목적은 보강재와, 함침 건조 후 상기 보강재에 부착되는 상기 에폭시 수지 조성물을 포함하는 프리프레그를 제공하는 것이다.
예시적인 보강재는 예를 들어 부직포 또는/및 기타 직물이며, 예를 들어 천연 섬유, 유기합성섬유 및 무기섬유이다.
상기 접착액을 사용하여 보강재, 예를 들어 유리포 등 직물 또는 유기 직물을 함침시키고, 함침된 보강재를 155℃의 오븐에서 5~10분동안 가열 및 건조시켜 프리프레그를 얻었다.
본 발명의 또 다른 목적은 적어도 1매의 상기 진술한 프리프레그를 포함하는 적층판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 적어도 1매의 상기 진술한 프리프레그를 포함하는 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.
기존기술과 비교할 때, 본 발명은 아래와 같은 유리한 효과를 가진다:
(1) 본 발명은 에폭시 수지 주쇄에 강성이 비교적 강한 이미드기를 도입하여, 이미드 수지의 용해성, 공정가공성 및 인성이 떨어지는 문제를 개선하였으며, 동시에 기존의 전형적인 에폭시 수지보다 더 좋은 내열성을 가지며;
(2) 상기 에폭시 수지 조성물로 제조한 프리프레그, 적층판 및 동박적층판은 높은 유리전이온도, 낮은 유전상수, 낮은 유전손실율, 높은 내습열성, 높은 인성 및 양호한 공정가공성을 가진다.
이하에서는 구체적인 실시예를 통해 본 발명의 기술방안에 대하여 상세하게 설명한다.
상기 제조된 에폭시 수지 조성물 동박적층판을 기반으로, 유리전이온도, 유전상수, 유전손실율, PCT 및 PCT 흡수율과 인성을 측정한다. 아래 실시예에 결합하여 상세하게 설명할 것이며, 그중에서 유기수지의 질량부는 유기고형분의 질량부에 따라 계산된다.
제조예 (1): 식 (1)구조의 에폭시 수지의 합성
p-아미노페놀 11g과 부타논 200g을 교반장치, 온도계, 질소도입관 및 환류 콘댄서가 달린 둥근바닥 플라스크에 첨가하고, 수욕 중에서 가열하여 용해를 가속화시키며, 20%(중량백분율) 농도의 비스페놀A형 디안하이드리드(BPADA)를 130g의 부타논 용액으로 반응기에 적가하며 적가속도를 제어하여 1h내에 모두 적가하고 30℃에서 2h동안 계속 반응시켜 부타논을 증류제거한다. DMF 160g과 톨루엔 40g의 혼합 용매를 첨가하고, 촉매로 p-톨루엔설폰산(P-TSA)0.25g을 첨가하여 110℃에서 8h동안 반응시키고, 반응 후 감압증류시켜 일부 용매를 제거하며, 다음 물로 세정하고, 여과, 재결정, 진공건조를 거쳐 벤젠고리와 이미드 구조를 포함하는 히드록시 화합물을 얻었으며 그 구조는 아래와 같다:
사구 플라스크에 상기 단계의 반응에서 얻은 벤젠고리와 이미드 구조를 포함하는 히드록시 화합물 80.2g, 4,4-디히드록시비페닐 18.6g, 포름알데히드 6g, p-톨루엔설폰산 0.25g 및 용매인 메틸 이소부틸 케톤 200g을 넣고 150℃에서 6~8h동안 반응기키며, 반응 후 물로 세정하고 탈용매하여 중간체(intermediate)를 얻었다.
상기 단계에서 얻은 중간체 25g을 사구 플라스크에 넣고 에피클로로히드린 100g을 천천히 첨가하여 용해시킨 다음 승온기킨다. 적가깔때기에 33%의 NaOH용액 1mol을 첨가하고 속도를 제어하여 1h내에 모두 적가하고, 반응온도를 100℃로 제어하며 적가한 후 5h동안 온도를 유지하고, 다음 냉각시켜 물로 씻어낸다. 그후 120℃로 승온시키고 증류하여 과량의 에피클로로히드린을 증류시켜 다음과 같은 에폭시 수지를 얻었다:
제조예 (2): 식 (2)구조의 에폭시 수지의 합성
p-아미노페놀 11g과 부타논 200g을 교반장치, 온도계, 질소도입관 및 환류 콘댄서가 달린 둥근바닥 플라스크에 첨가하고 수욕 중에서 가열하여 용해를 가속화시키며, 20%(중량백분율) 농도의 비스페놀A형 디안하이드리드를 130g의 부타논 용액으로 반응기에 적가하며 적가 속도를 제어하여 1h내에 모두 적가하고 30℃에서 2h동안 계속 반응시켜 부타논을 증류제거한다. DMF 160g과 톨루엔 40g의 혼합 용매를 첨가하고 촉매로 p-톨루엔설폰산(P-TSA)0.25g을 첨가하여 110℃에서 8h동안 반응시키고, 반응 후 감압증류시켜 일부 용매를 제거하며, 여과, 재결정, 진공건조를 거쳐 벤젠고리와 이미드 구조를 포함하는 히드록시 화합물을 얻었으며 그 구조는 아래와 같다:
사구 플라스크에 상기 단계의 반응에서 얻은 벤젠고리와 이미드 구조를 포함하는 히드록시 화합물 80.2g, 포름알데히드 6g, p-톨루엔설폰산 0.25g 및 용매인 메틸 이소부틸 케톤 200g을 넣고 150℃에서 6~8h동안 반응기키며, 반응 후 물로 세정하고 탈용매하여 중간체를 얻었다.
상기 단계에서 얻은 중간체 25g을 사구 플라스크에 넣고 에피클로로히드린 150g을 천천히 첨가하여 용해시킨 다음 승온기킨다. 적가깔때기에 33%의 NaOH용액 1mol을 첨가하고 속도를 제어하여 1h내에 모두 적가하고, 반응온도를 100℃로 제어하며, 적가한 후 5h동안 온도를 유지하고, 다음 냉각시켜 물로 씻어낸다. 그 다음 120℃로 승온시키고 증류하여 과량의 에피클로로히드린을 증류시켜 다음과 같은 에폭시 수지를 얻었으며:
실시예 1
60중량부의 A1를 용기에 넣고 적당량의 MEK, 활성 에스테르 가교제인 HPC-8000-65T를 첨가하며, 적당량의 경화촉진제인 4-디메틸아미노피리딘을 첨가하여 계속 균일하게 교반한 다음, 마지막으로 용매로 액체의 고체함량이 60%~80%으로 되게 조절하여 접착액(Varnish)을 제조한다. 유리섬유포로 상기 접착액에 함침하고 적당한 두께로 제어한 후 건조시켜 용매를 제거하여 프리프레그를 얻었다. 여러 장의 상기 제조된 프리프레그를 서로 겹치고 양측에 각각 동박을 압착시킨 후, 열간프레스기기(hot press)에 넣고 경화하여 상기의 에폭시 수지 동박적층판을 제조한다. 물성 데이터는 표 1와 같다.
실시예 2~6
제조공정은 실시예 1과 같으며 배합구성 및 그 물성 데이터는 표 1와 같다.
비교예 1~3
제조공정은 실시예 1과 같으며 배합구성 및 그 물성 데이터는 표 2와 같다.
표 1 각 실시예의 배합구성 및 그 물성데이터
표 2 각 비교예의 배합구성 및 그 물성데이터
주해: 상기 표에서는 모두 고체성분의 중량부에 따라 계산한다.
표 1와 표 2에 열거된 재료는 구체적으로 아래와 같다:
A1: 제조예 1에서 합성된 에폭시 수지.
A2: 제조예 2에서 합성된 에폭시 수지.
A3: 나프탈렌 고리, 디시클로펜타디엔 고리 및 이미드 구조를 포함하는 에폭시 수지.
NC-3000H: 비페닐형 노볼락 에폭시 수지 (일본화약 상품명, 에폭시 당량 288g/eq).
7200-3H: 디시클로펜타디엔형 노볼락 에폭시 수지 (일본 DIC 상품명, 에폭시 당량 285 g/eq).
HPC-8000-65T: 활성 에스테르 가교제(일본 DIC 상품명, 에스테르기 당량 223g/eq).
EF40: 스티렌무수말레인산 (사토머 상품명, 산무수물 당량 260g/eq).
2812: 선형 노볼락 수지 (한국momentive상품명, 히드록시기 당량105g/eq).
4-디메틸아미노피리딘: 촉진제 (광영화학 상품명)
상기 특성의 측정방법은 아래와 같다:
(1) 유리전이온도(Tg): 시차주사 열량측정법 (DSC)에 근거하여 IPC-TM-650 2.4.25에서 규정한 DSC방법으로 측정하였다.
(2) 유전상수과 유전손실율
IPC-TM-650 2.5.5.9에서 규정한 방법에 따라 측정하였으며, 측정주파수는 10GHz 이다.
(3) PCT 후 내침적납땜성(Dip soldering resistance)에 대한 평가: 동박적층판 표면의 동박에 대하여 에칭한 후 기판을 평가한다. 기판을 압력솥에 넣고 120℃, 150KPa의 조건 하에 2h동안 처리하며, 온도가 288℃인 주석 스토브에 침지시키고, 기판이 층분리될 경우 해당되는 시간을 기록한다. 기판이 주석 스토브에서 5min이 지나도록 블리스터링이 발생하지 않거나 층박리되지 않을 경우 평가를 종료한다. 3매 기판 중 0매, 1매, 2매, 3매에 블리스터링이 발생하거나 층박리될 경우 각각 0/3, 1/3, 2/3, 3/3로 표기한다.
(4) 드롭해머 충격 인성(drop hammer impact toughness): 드롭해머 충격시험기를 사용하고, 충격기 드롭해머의 높이를 40cm로 하며, 드롭해머의 중량은 1Kg로 하여 인성의 좋고 나쁨을 평가한다. 크로스(Cross)가 선명하면 제품의 인성이 좋다는 것을 설명하고 표기 ◎로 표시하고, 크로스가 희미하면 제품의 인성이 나쁘다는 것을 설명하며 표기 △로 표시하며, 크로스의 정도가 선명함과 희미함 사이일 경우 제품의 인성은 일반적임을 설명하며 표기 ○로 표시한다.
물성 분석
표 1와 표 2의 물성 데이터로부터 알다시피, 비교예에서는 활성 에스테르를 사용하여 비페닐 에폭시 수지와 디시클로펜타디엔 에폭시 수지를 경화하므로, 유전성능이 우수하고 낮은 흡수율을 가지나, 그 유리전이온도는 비교적 낮다. 비교예 1에서 나프탈렌 고리, 디시클로펜타디엔 고리 및 이미드 구조를 포함하는 에폭시 수지는 높은 유리전이온도를 가지나 용해성이 떨어지므로 쉽게 상분리되고 또한 취성이 크다. 반면에 실시예에서는 본 발명의 상기 이미드에폭시 수지를 첨가하므로 경화물이 높은 유리전이온도를 가질뿐만 아니라 좋은 인성 및 PCT내습열성을 가지며 유전성능이 우수하다.
상기 진술한 바와 같이, 일반적인 적층판과 비교할 때, 본 발명의 에폭시 회로기판은 높은 유리전이온도, 낮은 유전상수, 낮은 유전손실율, 높은 내습열성, 높은 인성 및 양호한 공정가공성을 가진다.
상기 진술한 내용은 단지 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 분야의 기술자들은 본 발명의 기술방안과 기술사상에 근거하여 기타 다양한 변경과 수정을 할 수 있으며, 이런 변경과 수정은 모두 본 발명의 청구범위에 속한다.
출원인은, 본 발명은 상기 실시예를 통해 본 발명의 상세한 구성을 설명하였으나, 본 발명은 상기 상세한 구성에 한정되지 않으며, 즉 본 발명은 상기 상세한 구성에 따라야만 실시할 수 있는 것이 아님을 선언한다. 본 분야의 당업자는 본 발명에 대한 그 어떤 개량과, 본 발명 제품의 각 원료의 등가 교체 및 보조 성분의 첨가, 구체적 방식의 선택 등은 모두 본 발명의 보호 범위와 공개 범위에 속함을 명백히 알 것이다.
Claims (15)
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 가교제는 활성 에스테르, 산무수화합물 또는 페놀 수지 중에서 선택되는 어느 1종 혹은 적어도 2종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 이미드 변성 에폭시 수지의 에폭시 당량과 가교제 중의 활성기의 당량의 비율은 1:0.9~1.1인 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 에폭시 수지 조성물은 경화촉진제를 더 포함하며,
상기 성분(A)와 성분(B)의 첨가량의 합을 100중량부 기준으로 할 때, 상기 경화촉진제의 첨가량은 0.05~1중량부이며;
상기 경화촉진제는 4-디메틸아미노피리딘, 2-메틸이미다졸, 2-메틸-4에틸이미다졸 또는 2-페닐이미다졸 중에서 선택되는 어느 1종 혹은 적어도 2종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 에폭시 수지 조성물은 난연제를 더 포함하며;
상기 난연제는 브롬 함유 난연제 또는/및 할로겐 미함유 난연제이며;
상기 성분(A)와 성분(B)의 첨가량의 합을 100중량부 기준으로 할 때, 상기 난연제의 첨가량은 5~50중량부인 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물. - 제7항에 있어서,
상기 브롬 함유 난연제는 데카브로모디페닐에탄, 브롬화 폴리스티렌, 에틸렌비스테트라브로모프탈이미드 또는 브롬 함유 에폭시 수지 중에서 선택되는 어느 1종 혹은 적어도 2종의 혼합물이며;
상기 할로겐 미함유 난연제는 트리스(2,6-디메틸페닐)포스핀, 10-(2,5-디히드록시페닐)-9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 2,6-비스(2,6-디메틸페닐)포스피노벤젠, 10-페닐-9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 페녹시 포스파젠화합물, 붕산 아연, 질소-인계 팽창형 난연제, 유기중합체 난연제, 인 함유 노볼락 수지 또는 인 함유 비스말레이미드 중에서 선택되는 어느 1종 또는 적어도 2종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 에폭시 수지 조성물은 충진제를 더 포함하고, 상기 충진제는 유기충진제 또는/및 무기충진제이며;
상기 성분(A)와 성분(B)의 첨가량의 합을 100중량부 기준으로 할 때, 상기 충진제의 첨가량은 0~100중량부이고 0을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물. - 제9항에 있어서,
상기 무기충진제는 용융실리카, 결정형실리카, 구형실리카, 중공 실리카, 수산화알루미늄, 산화알루미늄, 활석분말, 질화알루미늄, 질화붕소, 탄화규소, 황산바륨, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬, 탄산칼슘, 규산칼슘, 운모 또는 유리섬유분말 중에서 선택되는 어느 1종 혹은 적어도 2종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물. - 제9항에 있어서,
상기 유기충진제는 폴리테트라플루오로에틸렌 분말, 폴리페닐렌술파이드 분말 또는 폴리에테르설폰 분말 중에서 선택되는 어느 1종 또는 적어도 2종의 혼합물인 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물. - 제9항에 있어서,
상기 충진제는 실리카이며, 실리카의 중위입경은 1~15㎛인 것을 특징으로 하는 에폭시 수지 조성물. - 보강재와, 함침 건조 후 상기 보강재에 부착되는 제1항 또는 제2항에 따른 에폭시 수지 조성물을 포함하는 프리프레그.
- 적어도 1매의 제13항에 따른 프리프레그를 포함하는 적층판.
- 적어도 1매의 제13항에 따른 프리프레그를 포함하는 인쇄회로기판.
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