KR20060091542A - 접착력, 내열성 및 난연성이 우수한 임베디드 커패시터용수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 접착력, 내열성 및 난연성이 우수한 임베디드 커패시터용 수지 조성물, 상기 수지 조성물을 포함하는 임베디드 커패시터용 세라믹/폴리머 복합재료, 이로부터 형성된 커패시터 층 및 인쇄회로기판에 관한 것으로, 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지, 브롬 함량이 40중량% 이상인 브로미네이트 에폭시 수지 및 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지, 다기능성 에폭시 수지, 폴리이미드, 시아네이트 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지를 포함하여 구성되며, 박리 강도, Tg 및/또는 난연성이 우수한 임베디드 커패시터용 유전층 수지 조성물을 제공한다. 또한, 상기 조성물에 세라믹 필러가 첨가된 세라믹/폴리머 복합재료를 제공한다. 나아가, 상기 세라믹/폴리머 복합재료로 형성된 커패시터 및 이 커패시터를 포함하는 인쇄회로기판을 제공한다.
본 발명에 따르면, 박리 강도, Tg 및 난연성을 모두 만족시키는 임베디드 커패시터용 세라믹/폴리머 복합체를 얻을 수 있다.
비스페놀 A 에폭시 수지, 브로미네이트 에폭시 수지, 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지, 박리 강도, Tg, 난연성

Description

접착력, 내열성 및 난연성이 우수한 임베디드 커패시터용 수지 조성물{Resin composition for embedded capacitor excellent in adhesive property, heat resistance and fire retardancy}
도 1은 각 에폭시 수지의 함량에 따른 Tg를 측정하여 나타낸 컨투어 플롯이다.
도 2는 각 에폭시 수지의 함량에 따른 박리 강도를 측정하여 나타낸 컨투어 플롯이다.
도 3은 각 에폭시 수지의 함량에 따른 Tg 및 박리 강도를 측정하여 나타낸 컨투어 플롯이다.
본 발명은 높은 필러(Filler) 함량으로 유전특성 및 자성특성을 구현하면서 박리 강도(Peel Strength), Tg 및 난연성을 모두 만족하는 임베디드 캐패시터(Embeded Capacitor) 기판재료용 수지 조성물, 상기 수지조성물에 세라믹 필러를 포함하는 임베디드 커패시터 기판재료용 세라믹/폴리머 복합체, 상기 세라믹/폴리머 복합체를 포함하는 커패시터 층 및 상기 커패시터 층을 포함하는 인쇄회로기판에 관한 것이다.
최근에 적층형 회로기판에서 소형화와 고주파화에 따라, 종래의 인쇄회로 기판(PCB) 상에 탑재되어 배치된 수동 소자들이 제품의 소형화에 장애요인으로 작용하고 있다. 특히, 반도체 소자의 급격한 임베디드 경향과 입력/출력 단자 수의 증가로 인하여 능동 집적회로 칩 주위에 커패시터를 포함한 수많은 수동 소자들이 배치될 공간을 확보하는 것이 어려워지고 있다. 또한, 입력 단자에 안정적인 전원을 공급하기 위해 디커플링(Decoupling)용 커패시터가 사용되는데, 이러한 디커플링 커패시터는 고주파로 인한 유도 인덕턴스를 저감시킬 수 있도록 입력 단자로부터 최근접 거리에 배치되어야 한다.
이러한 전자 소자의 소형화와 고주파 요구에 응하여 능동 집적회로 칩 주위에 커패시터를 최적으로 배치시키기 위한 방안으로, 커패시터 등 수동 소자를 집적회로 칩 바로 아래에 실장 시키는 방법 등이 제안되었다. 이에 따라, 저 등가 직렬 인덕턴스(Low Equivalent Series Inductance; Low ESL)를 갖는 다층 세라믹 커패시터(Multi-Layer Ceramic Capacitor; MLCC)가 개발되고 있다.
또한, 고주파에 의한 유도 인덕턴스의 문제점을 극복하고 소형화를 구현하기 위한 해결 방안으로 임베디드 커패시터가 제안되었다. 임베디드 커패시터는 능동 집적회로 칩 아래의 PCB 내에 하나의 층을 유전체 층으로 형성하여 이루어진 커패시터이다. 임베디드 커패시터는 능동 집적회로 칩의 입력 단자로부터 매우 근접한 거리에 배치됨으로써 커패시터와 연결되는 도선의 길이를 최소화하여 고주파에 따른 유도 인덕턴스를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
임베디드 커패시터를 구현하기 위한 커패시터용 유전체로는 기존의 PCB 부재로 사용되던 FR 4라고 불리는 유리 섬유 강화 에폭시가 사용될 수 있다고 알려져 있다. 또한, 요구되는 정전 용량을 구현하기 위해서 고유전율의 강유전체 세라믹 파우더로 된 필러를 폴리머에 분산시켜 얻은 복합재료가 임베디드 커패시터용 유전체로 사용될 수도 있다. 예컨대, 임베디드 커패시터용 고유전율 복합 재료로, 강유전체 세라믹 재료인 BaTiO3 필러가 에폭시 수지에 분산된 복합재료가 사용되고 있다. 이와 같이 임베디드 커패시터용 유전체 재료로 폴리머-강유전성 세라믹의 복합재료를 사용할 경우, 유전율을 높이기 위해서는 폴리머의 체적에 대한 강유전성 세라믹 필러의 체적비율을 증가시켜야 한다.
그러나 강유전성 세라믹 필러의 체적 비율을 증가시켜 유전율이 높아지게 되면, 유전특성 및 자성특성은 증가하지만, 접착력을 발현하는 수지의 감소로 구리 등 금속호일(Metal Foil)과의 박리 강도가 감소한다. 따라서 제조 후 박리가 발생 하는 등의 신뢰성 문제를 야기하고 있다. 또한, 기판 제조 공정 중 라미네이션(Lamination)이나 솔더링(Soldering) 등과 같은 고온의 열을 가하는 공정 중 형태 유지를 위해서는 수지의 열적 내구성 향상, 즉 180℃ 이상의 Tg가 요구되고 있으나, 일반적으로 수지의 내열성이 증가할수록 박리 강도는 감소하는 문제점이 있다.
미국특허 제6,462,147호에는 PCB에 사용되는 에폭시 수지 조성으로서, 첨가제로 다관능성 페놀기, 경화 촉진제, 한 종류 이상의 트리아진이나 이소시아누레이트 및 우레아 유도체가 아닌 니트로겐을 60중량% 이하로 함유하는 에폭시 수지 PCB재료로서, 흡습성, 내열성 및 Cu 호일에 대한 접착력이 우수한 수지 조성물을 기재하고 있으나, 첨가제가 아닌 다른 종류의 에폭시 수지를 혼합하여 내열성, 접착력 및 난연성이 우수한 수지 조성물을 제공하는 것은 아니다.
본 발명의 목적은 상술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, PCB재료로서 박리 강도, Tg 및 난연성을 모두 만족하는 임베디드 커패시터용 수지 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 박리 강도, Tg 및 난연성을 만족하는 임베디드 커패시터용 세라믹/폴리머 복합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 박리 강도, Tg 및 난연성을 만족하는 임베디드 유전체 층 및 상기 임베디드 유전체 층을 포함하는 인쇄회로 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 견지로서,
브롬 함량이 40중량% 이상인 브로미네이트 에폭시 수지 10 내지 40중량% 및 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지, 다기능성 에폭시 수지, 폴리이미드, 시아네이트 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지 60 내지 90중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 수지 조성물이 제공된다.
제 2 견지로서,
비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지 1 내지 50중량%, 브롬 함량이 40중량% 이상인 브로미네이트 에폭시 수지 9 내지 60중량% 및 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지, 다기능성 에폭시 수지, 폴리이미드, 시아네이트 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지 30 내지 90중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 수지 조성물이 제공된다.
제 3 견지로서
상기 수지 조성물 50 내지 70부피% 및 강유전성 세라믹 필러 30 내지 50부피%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 세라믹/폴리머 복합재료가 제공된다.
제 4 견지로서,
상기 임베디드 커패시터용 유전층 세라믹/폴리머 복합체로 형성된 커패시터 층이 제공된다.
제 5 견지로서,
상기 커패시터 층을 포함하는 인쇄회로기판이 제공된다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
하기 표 1은 유전층 재료로 사용될 수 있는 화학식 (1) 내지 (3)의 에폭시 수지의 박리 강도, Tg 및 난연성 규격인 UL94의 VO수준을 만족시키는지 여부를 나타낸 표이다. 임베디드 커패시터용 유전층 재료는 수지에 세라믹 필러가 포함되어 있으므로, 세라믹 필러 함량에 따라 수지 자체의 박리 강도보다 감소한다. 일반적으로 세라믹 필러를 80중량% 첨가할 경우 박리 강도는 30% 정도 감소한 값을 보인다. 한편, 난연성의 경우 세라믹 재료 자체의 난연 특성으로 세라믹 필러가 포함되 면 수지 자체보다 향상된다. 즉 세라믹 필러가 포함되면 수지 자체는 VO를 만족시키지 못하더라도 세라믹 필러와 수지의 복합체는 VO를 만족시킬 수 있다.
화학식 (1)의 비스페놀 A 에폭시 수지는 점도가 낮고 경화되었을 때 유연성을 부여하므로 가장 일반적으로 사용되는 것으로서 박리 강도가 1.8kN/m로 우수한 특성을 보이지만, Tg가 120℃로 매우 낮은 값을 보이고 난연성도 VO를 만족하지 못하므로 기판재료로 쓰이지 못한다. 이 에폭시 수지는 세라믹 필러를 첨가해도 VO를 만족하지 못한다.
Figure 112005007932145-PAT00001
한편, 이보다 박리 강도가 우수하고 브롬의 도입으로 난연성을 향상시킨 화학식 (2)의 브롬화 에폭시 수지의 경우에는 박리 강도와 난연성은 우수하나, Tg가 140℃로 고온 Tg 수지 시스템(High Tg Resin System)(180℃ 이상)에는 도달하지 못하는 값을 보인다.
Figure 112005007932145-PAT00002
마지막으로 화학식 (3)의 노볼락 타입 에폭시 수지를 사용할 경우, Tg는 220℃로 통상 요구되는 180℃보다 높은 우수한 특성을 보이나, 박리 강도가 1.0kN/m이고, 편차가 0.1이다. 이는 임베디드 커패시터로 사용할 때 세라믹 필러를 첨가하면 수지 함량이 줄어들어 박리 강도가 30% 정도 감소하는 것을 감안할 경우, 기판 재료로 사용될 수 없는 값이다. 또한, 난연성 역시 세라믹 필러를 80중량% 첨가하더라도 VO를 만족시키지 못한다.
Figure 112005007932145-PAT00003
에폭시 수지 박리 강도(kN/m) 편차 Tg(℃) 난연성(VO 만족 여부)
비스페놀 A타입 에폭시수지 1.8 0.02 120 X
브롬화 에폭시 수지 2.2 0.04 140 O
노볼락타입 에폭시 수지 1.0 0.1 220 X
이와 같이 임베디드 커패시터용 기판 재료로서 필수적으로 요구되는 박리 강도, Tg 및 난연성의 세 가지 조건을 모두 만족시키는 것은 매우 어려운 일이다.
따라서 본 발명은 박리 강도, Tg 및 난연성을 모두 만족시키는 임베디드 커패시터용 기판재료를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 구현에 있어서, 인쇄회로기판 재료로 필러와 함께 사용되는 수지로서 Tg를 향상시키기 위해 적어도 2가지의 수지를 혼합한 혼합수지가 사용된다.
이러한 혼합수지에 사용되는 수지로는 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지(A 수지), 브롬 함량이 40중량% 이상인 브로미네이트 에폭시 수지 및 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지(B 수지), 다기능성 에폭시 수지, 폴리이미드, 시아네이트 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지(C 수지) 중에서 적어도 2가지를 혼합하여 사용할 수 있다.
여기서 상기 혼합수지는 A 수지 0 내지 30중량%, B 수지 10 내지 40중량% 및 C 수지 60 내지 90중량%으로 포함할 수 있다.
도 1에 상기 세 부류의 수지 중에서 각각 비스페놀 A 타입 에폭시 수지(A 에폭시 수지), 브롬 함량이 40중량% 이상인 브로미네이트 에폭시 수지(B 에폭시 수지) 및 비스페놀 노볼락 에폭시 수지(C 에폭시 수지)를 각 비율별로 혼합하여 경화시킨 후 Tg를 측정하여 나타낸 컨투어 플롯을 나타내었다.
인쇄회로기판으로 사용하기 위해서는 기판 제조 공정 중 라미네이션(lamination)이나 솔더링(soldering)과 같은 고온의 열을 가하는 공정에서의 형태 유지를 위해서 수지의 열적 내구성 향상, 즉 180℃ 이상의 Tg가 요구된다.
따라서 도 1에 나타난 바와 같이 Tg가 180℃ 이상이 되기 위해서는 상기와 같은 함량을 포함하여야 하며, Tg가 높은 C 에폭시 수지의 함량이 높을수록 Tg가 높아지게 된다.
본 발명의 다른 구현에 있어서, 본 발명의 수지 조성물은 상기 A 수지, B 수지 및 C 수지가 모두 포함된다. 여기서 각 수지의 함량은 A 수지 1 내지 50중량%, B 수지 9 내지 60중량% 및 C 수지 30 내지 90중량%로 포함할 수 있다. 이러한 혼합수지에 사용되는 각 수지로는 상기 Tg를 향상시키기 위해 사용되는 수지와 동일한 것을 사용할 수 있다.
특히, 인쇄회로기판 재료로 필러와 함께 사용되는 수지로서 박리 강도를 향상시키기 위해 본 발명의 수지 조성물은 A 수지 5 내지 50중량%, B 수지 10 내지 60중량% 및 C 수지 30 내지 85중량%를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 A 수지 15 내지 45중량%, B 수지 15 내지 50중량% 및 C 수지 30 내지 70중량%를 포함하여 구성된다.
도 2에 상기 세 부류의 수지, 각각 비스페놀 A 타입 에폭시 수지(A 에폭시 수지), 브롬 함량이 40중량% 이상인 브로미네이트 에폭시 수지(B 에폭시 수지) 및 비스페놀 노볼락 에폭시 수지(C 에폭시 수지)를 각 비율별로 혼합하여 경화시킨 후 Tg를 측정하여 나타낸 컨투어 플롯을 나타내었다.
임베디드 커패시터용 유전층 재료는 수지에 세라믹 필러가 포함되므로, 세라믹 필러 함량에 따라 수지 자체의 박리 강도보다 감소한다. 일반적으로 세라믹 필러를 80중량%(45부피%) 정도 첨가하면 박리 강도는 30% 정도 감소한 값을 보인다. 인쇄회로기판으로 사용되기 위해서는 Cu 호일 등의 금속 호일과의 접착력 감소로 인한 박리 등의 신뢰성을 유지하기 위해 필러가 포함된 수지의 박리 강도는 약 0.8kN/m 이상이어야 한다. 따라서, 수지 자체는 필러 포함시 약 30%의 박리 강도 감소를 고려하여 약 1.2kN/m이상의 값을 가져야 한다.
따라서 도 2에 나타난 바와 같이 박리 강도가 1.2kN/m 이상이 되기 위해서는 상기한 바와 같은 함량의 수지 조성이어야 한다. 이 결과로부터 A, B, C의 에폭시 수지가 복합적으로 작용하여 최종 박리 강도 값을 보임을 알 수 있다. 특히 A 에폭시 수지는 유연성을 부여하여 C 에폭시 수지로부터 비롯되는 박리 강도의 큰 편차를 감소시키는 역할을 하는 것으로서, A 에폭시 수지가 포함되지 않을 경우 박리 강도 값이 뚜렷이 저하되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 인쇄회로기판 재료로 필러와 함께 사용되는 수지로서, 특히 Tg와 박리 강도를 동시에 향상시키기 위해 본 발명의 수지 조성물은 A 수지 5 내지 30중량%, B 수지 10 내지 30중량% 및 C 수지 60 내지 85중량%를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 A 수지 15 내지 25중량%, B 수지 15 내지 25중량% 및 C 수지 60 내지 70중량%를 포함하여 구성된다.
도 3에 상기 세 부류의 수지 중에서 각각 비스페놀 A 타입 에폭시 수지(A 에폭시 수지), 브롬 함량이 40중량% 이상인 브로미네이트 에폭시 수지(B 에폭시 수지) 및 비스페놀 노볼락 에폭시 수지(C 에폭시 수지)를 각 비율별로 혼합하여 경화시킨 후 Tg를 측정하여 나타낸 컨투어 플롯을 나타내었다.
상기한 바와 같이 인쇄회로기판으로 사용되기 위해서는 세라믹/폴리머 복합재료 커패시터 층은 Tg가 180℃ 이상이어야 하고, 박리 강도가 0.8kN/m(필러 미첨가시 1.2kN/m) 이상이어야 한다. 나아가 커패시터 층은 난연성 규격인 UL94의 VO수준을 만족하여야 한다. 난연성의 경우 세라믹 재료 자체의 난연특성에서 세라믹 필러가 포함되면 수지 자체의 난연특성보다 향상된다. 즉 수지 자체는 VO를 만족하지 않더라도 세라믹 필러와 수지의 복합체는 VO를 만족할 수 있다.
본 발명에 있어서, A 수지의 함량이 너무 적게 되는 경우에는 수지를 경화시켰을 때 부스러짐이 발생하게 되어 바람직하지 않으며, 또한 너무 과량 포함되는 경우에는 Tg가 저하되어 바람직하지 않다. A 수지의 함량은 이에 한정하는 것은 아니나, 5-30중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, B 수지인 브로미네이트 에폭시 수지는 브롬의 도입으로 난연성을 향상시킨 것으로서, 이를 포함하는 경우에 세라믹 필러를 일정 함량 이상 포함하면 상기 난연성 규격을 만족하게 된다. 따라서 B 수지는 난연성에 큰 영향을 미치는 것으로서 9중량% 미만으로 포함하면 난연성 향상 효과가 작으며, 60중량%를 초과하면 Tg 및 박리 강도에 악영향을 미치게 된다. 또한, C 수지는 30중량% 미만이면 Tg를 만족하지 못하며, 90중량%를 초과하면 박리 강도의 편차가 크게 되어 바람직하지 않게 된다.
본 발명의 또 다른 구현예에 있어서, 상기에서 얻어진 본 발명의 수지 조성물과 유전율이 높은 강유전성 세라믹 필러가 혼합된 임베디드 커패시터용 세라믹/폴리머 복합재료가 제공된다.
상기 세라믹 필러는 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용되는 필러를 사용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 사용되는 세라믹 필러로는 BaTiO3 또는 BaCaTiO3 필러를 들 수 있다. 이러한 세라믹 필러는 본 발명의 수지 조성물에 분산된 형태로 존재하게 된다.
상기 세라믹/폴리머 복합재료에 있어서 혼합수지와 세라믹 필러의 함량은 세라믹/폴리머 복합재료의 전체 부피에 대하여 혼합수지 50 내지 70부피% 및 세라믹 필러 30 내지 50부피%로 이루어질 수 있다. 이 범위 내로 세라믹 필러를 포함하면 전술한 바와 같이 수지 자체가 난연성을 만족하지 못하더라도 세라믹/폴리머 복합재료는 난연성 조건인 UL94 VO를 만족하게 된다. 세라믹 필러가 30부피% 미만이면 정전용량이 저하되며, 50부피%를 초과하는 경우에는 에폭시 수지의 감소로 인해 접착력이 저하되어 바람직하지 않다.
상기 혼합수지와 세라믹 필러를 포함하는 임베디드 커패시터용 유전층 세라믹/폴리머 복합재료는 Tg 180℃ 이상, 박리 강도 0.8kN/m 이상이고, 난연성 규격인 UL94의 VO수준을 동시에 만족시키는 것으로서 접착력, 내열성 및 난연성이 우수한 특성이 있다.
또한, 상기 세라믹/폴리머 복합재료는 경화제, 경화촉진제, 거품제거제 및/또는 분산제 등의 첨가제를 첨가할 수 있다. 이들의 종류 및 함량은 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용하는 것으로, 필요에 따라 이 기술분야의 기술자가 적합하게 선택하여 사용할 수 있다.
예를 들어, 에폭시 수지가 사용된 경우, 일반적으로 알려져 있는 에폭시 수지 경화제를 사용할 수 있다. 이로써 한정하는 것은 아니지만, 에폭시 수지의 경화제로서는 페놀 노볼락 등의 페놀류, 디시안 구아니딘, 디시안 디아미드, 디아미노 디페닐 메탄, 디아미노 디페닐 술폰 등의 아민계, 무수 피로멜리트산, 무수 트리멜리트산, 벤조페논 테트라 카본 산 등의 산 무수물 경화제가 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 혼합수지와 세라믹 필러를 포함하는 세라믹/폴리머 복합재료로 형성된 내열성, 접착성 및 난연성이 우수한 커패시터 층을 얻을 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기와 같은 내열성, 접착성 및 난연성이 우수한 커패시터 층을 포함하는 인쇄회로기판을 얻을 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예는 박리 강도, Tg 및 난연성을 모두 만족하는 임베디드 커패시터용 유전층 혼합수지를 얻기 위해, 상기 화학식 (1), (2) 및 (3)을 혼합하는 방법을 이용하였다.
실시예 1
비스페놀 A 타입 에폭시 수지(A 에폭시 수지), 브롬 함량이 40중량% 이상인 브로미네이트 에폭시 수지(B 에폭시 수지) 및 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지(C 에폭시 수지)를 혼합하여 2-메톡시에탄올에 80중량% 용해시킨 후, 경화제로 비스페놀 A 노볼락 수지 0.8eq, 경화촉진제 2MI(2-메틸이미다졸) 0.1중량% 첨가하고 50℃에서 혼합하였다. 이 혼합 용액을 구리호일에 캐스팅한 후 170℃ 오븐에서 2분 30초간 B-스테이지까지 반경화시킨 후, 이 RCC 두 장을 겹쳐서 200℃에서 적층 하여 경화시킨 후 Tg, 박리 강도 및 난연성(VO 만족 여부)을 측정하였다.
각 에폭시 수지 함량에 따른 Tg 및 박리 강도에 대한 결과를 표 2에 나타내고 도 1 내지 도 3의 컨투어 플롯으로 도시하였다.
No. A 에폭시 수지 (중량%) B 에폭시 수지 (중량%) C 에폭시 수지 (중량%) Tg(℃) 박리 강도 (kN/m)
1 20 10 70 196.49 1.178
2 0 50 50 184.22 0.985
3 20 50 30 144.64 1.245
4 0 30 70 194.43 1.301
5 0 40 60 175.36 1.045
6 20 30 50 167.56 1.327
7 10 50 40 141.83 1.196
8 10 20 70 195.67 1.315
9 10 35 55 174.49 1.175
10 15 52.2 62.5 194.54 1.23
11 5 54.2 52.5 168.8 0.994
12 15 42.5 42.5 145.09 1.236
13 5 32.5 62.5 189.17 1.193
실시예 2
비스페놀 A 타입 에폭시 수지(A 에폭시 수지) 20중량%, 브롬 함량이 40중량% 이상인 브로미네이트 에폭시 수지(B 에폭시 수지) 20중량% 및 비스페놀 노볼락 에폭시 수지(C 에폭시 수지) 60중량%를 혼합하여 2-메톡시에탄올에 80중량% 용해시킨 후, 경화제로 비스페놀 A 노볼락 수지 0.8eq, 경화촉진제 2MI(2-메틸이미다졸) 0.1중량% 첨가하고 50℃에서 혼합하였다. 이 혼합 용액에 분산제, 거품제거제, 필러로서 BaCaTiO3를 45부피% 첨가하고, 구리호일에 캐스팅한 후 170℃ 오븐에서 2분 30초간 B-스테이지까지 반경화시킨 후, 이 RCC 두 장을 겹쳐서 200℃에서 적층 하여 경화시킨 후 Tg, 박리 강도 및 난연성(VO 만족 여부)을 측정하였다.
그 결과를 이와 동일한 조성을 함유하면서 세라믹 필러가 포함되지 않은 상기 실시예 1의 결과와 비교하여 표 3에 나타내었다.
에폭시 수지 종류 박리 강도(kN/m) 편차 Tg(℃) 난연성(VO만족 여부)
실시예1 조성 1.24 0.04 182 X
실시예1 조성+세라믹 필러 0.8 0.03 180 O
상기 표에 나타나는 바와 같이, 상기 조성은 수지 자체로는 난연성 VO를 만족하지 못하지만, 세라믹 필러를 80중량%(45부피%) 첨가하면 박리 강도, Tg 및 난연성을 모두 만족하는 우수한 특성을 보인다.
그러므로 본 발명에서의 조성으로 된 혼합수지에 세라믹 필러를 첨가하여 형성된 커패시터 층을 사용한 인쇄회로기판은 기판 재료로서의 필수 조건인 박리 강도, Tg, 난연성을 모두 만족하는 우수한 재료를 제조할 수 있다.
또한, 도 3의 컨투어 플롯을 이용하면 원하는 목적에 따라 적합한 특성을 보이는 폴리머/세라믹 복합체를 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 세 종류의 에폭시 수지를 혼합함으로써 비스페놀 A 에폭시 수지의 유연성, 브로미네이트 에폭시 수지의 난연성, 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지의 내열성 등의 각 에폭시 수지의 우수한 특성을 적용하여 박리 강도, Tg 및 난연성을 모두 만족시키는 폴리머/복합체를 얻을 수 있다. 또한, 상기 폴리머/세라믹 복합체를 임베디드 커패시터에 적용함으로써 우수한 접착력과 내열성을 구현할 수 있다.

Claims (15)

  1. 브롬 함량이 40중량% 이상인 브로미네이트 에폭시 수지 10 내지 40중량% 및 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지, 다기능성 에폭시 수지, 폴리이미드, 시아네이트 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지 60 내지 90중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지 0 내지 30중량%를 더욱 포함하며, Tg가 180℃ 이상인 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 수지 조성물.
  3. 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지 1 내지 50중량%, 브롬 함량이 40중량% 이상인 브로미네이트 에폭시 수지 9 내지 60중량% 및 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지, 다기능성 에폭시 수지, 폴리이미드, 시아네이트 에스테르 및 이들의 조합 으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지 30 내지 90중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 수지 조성물.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지가 1 내지 30중량%로 포함되며, 상기 브로미네이트 에폭시 수지는 10 내지 39중량%로 포함되며, 그리고 상기 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지, 다기능성 에폭시 수지, 폴리이미드, 시아네이트 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지는 60 내지 90중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 수지 조성물.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 수지 조성물은 Tg가 180℃ 이상인 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 수지 조성물.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지가 5 내지 50중량%로 포함되며, 상기 브로미네이트 에폭시 수지는 10 내지 60중량%로 포함되며, 그리고 상기 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지, 다기능성 에폭시 수지, 폴리이미드, 시아네이트 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지 30 내지 85중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 수지 조성물.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 수지 조성물은 박리 강도가 1.2kN/m 이상인 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 수지 조성물.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 비스페놀 A 에폭시 수지, 비스페놀 F 에폭시 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지가 5 내지 30중량%로 포함되며, 상기 브로미네이트 에폭시 수지는 10 내지 30중량%로 포함되며, 그리고 비스페놀 A 노볼락 에폭시 수지, 다기능성 에폭시 수지, 폴리이미드, 시아네이트 에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 수지 60 내지 85중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 수지 조성물.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 수지 조성물은 Tg가 180℃ 이상이고, 박리 강도가 1.2kN/m 이상인 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 수지 조성물.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 수지 조성물 50 내지 70부피% 및 강유전성 세라믹 필러 30 내지 50부피%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 세라믹/폴리머 복합재료.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 강유전성 세라믹 필러는 BaTiO3 또는 BaCaTiO3 필러인 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 세라믹/폴리머 복합재료.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 세라믹/폴리머 복합재료의 Tg가 180℃ 이상, 박리 강도가 0.8kN/m 이상이고, 난연성 규격인 UL94의 VO 수준을 만족하는 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 세라믹/폴리머 복합재료.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 세라믹/폴리머 복합재료는 경화제, 경화촉진제, 거품제거제 및 분산제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 임베디드 커패시터용 세라믹/폴리머 복합재료.
  14. 제 10항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 따른 임베디드 커패시터용 세라믹/폴리머 복합재료로 형성된 유전체 층.
  15. 제 14항의 커패시터 층을 포함하는 인쇄회로기판.
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