KR20080073788A - 고속 및 고주파 인쇄 회로 기판용 라미네이트 - Google Patents

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Abstract

고속 및 고주파 인쇄 회로 기판에 사용되는 라미네이트 및 라미네이트 전구체, 그리고 그 제조 방법이 제공된다.
수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트, 프리프레그, 라미네이트, 인쇄 회로 기판

Description

고속 및 고주파 인쇄 회로 기판용 라미네이트{LAMINATES FOR HIGH SPEED AND HIGH FREQUENCY PRINTED CIRCUIT BOARDS}
본 발명은 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트 그리고 이것으로 이루어진 라미네이트 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 상기 시트 및 라미네이트는 고속 및 고주파 인쇄 회로 기판에 유용하다.
인쇄 회로 기판에 있어서 고속 및 고주파 신호 전파를 위해, 보다 양호한 신호 무결성 (signal integrity) 을 위해 낮은 감쇠를 가지는 것이 유리하다. 신호 감쇠는 유전 감쇠 및 도체 감쇠 또는 손실로 이루어진다. 도체 손실은 도체의 타입, 그 표면 조도 및 동작 주파수의 함수이다. 주파수 또는 데이터 레이트가 상승함에 따라, 도체의 스킨에 전류가 흐른다. 초고주파에서, 도체 표면 조도는, 도체의 저항성을 증가시키며 표면 파동에 의해 야기되는 추가적 횡단 (traverse) 으로 인한 유전 손실을 증가시키는 주요 요인이 된다.
낮은 프로파일 구리 또는 다른 도체가 보다 낮은 손실을 전달할 것이지만, 라미네이트 박리 강도 요건을 충족시키기 위해 프리프레그 (prepreg) 와 같은 베이스 재료 (base material) 에 낮은 프로파일 구리를 충분한 강도로 부착하고자 하는 종래 기술의 시도가 있다. 보다 낮은 박리 강도 또는 부착력의 부족은 라인폭 과 같은 제약 등을 야기하며, 또한 그것은 기판의 기능에 악영향을 미친다. 현재 낮은 유전 손실 라미네이트의 대부분은, 사용된 재료의 성질로 인해 원하지 않는 낮은 박리 강도를 나타내고; 이들 제품이 양호한 유전 손실 특성을 나타낸다 하더라도, 기재 (substrate) 표면에 대한 부착력을 증대시키기 위한 보다 거친 도체의 사용으로 인해 전반적인 감쇠 손실이 보다 높게 나타난다.
본 발명은 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 라미네이트의 제작 방법을 제공하며, 상기 방법은, 낮은 프로파일 구리 포일을 제공하는 단계; 상기 낮은 프로파일 구리 포일을 수지로 코팅하고 B 스테이지화 (B staging) 하여 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트를 형성하는 단계; 및 상기 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트를 프리프레그에 라미네이팅하여 구리 피복 (copper clad) 라미네이트를 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 낮은 프로파일 구리 포일의 하나 이상의 층과 함께 라미네이팅된 하나 이상의 프리프레그를 포함하는 라미네이트를 제공한다. 또한, 본 발명은 여기에 기재된 방법에 의해 제작된 라미네이트를 제공한다.
또, 본 발명은 여기에 기재된 라미네이트를 하나 이상 포함하는 인쇄 회로 기판을 제공한다.
또한, 본 발명은 여기에 기재된 방법에 따라 제작된 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리, 및 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 포일을 제공한다.
본 발명의 일 양태는 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 라미네이트의 제작 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 제 1 측 및 제 2 측을 갖는 낮은 프로파일 구리 포일의 시트를 제공하는 단계; 상기 낮은 프로파일 구리 포일의 시트의 일 측에 낮은 유전 손실 수지의 층을 도포하는 단계; 상기 낮은 유전 손실 수지의 층을 부분적으로 경화시켜 부분적 경화된 수지 표면 및 구리 표면을 갖는 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트를 형성하는 단계; 및 상기 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트의 상기 수지 표면을 수지 시트에 라미네이팅하여 구리 표면을 갖는 라미네이트를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태는 낮은 프로파일 구리 층; 및 낮은 유전 손실 수지 층을 포함하는 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양태는 하나 이상의 수지 시트; 및 상기 하나 이상의 수지 시트와 함께 라미네이팅된 적어도 하나의 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트를 포함하는 라미네이트에 관한 것으로서, 상기 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트는, 약 0.5 내지 약 3.5 미크론의 조도를 갖는 적어도 일 측을 갖는 낮은 프로파일 구리 층, 및 상기 낮은 프로파일 구리 층의 약 0.5 내지 약 3.5 미크론의 조도를 갖는 상기 적어도 일 측에 형성된 낮은 유전 손실 수지 층을 더 포함한다.
도 1은 낮은 프로파일 구리로 제작된 구리 피복 라미네이트의 일부분의 단면도로서, 낮은 프로파일 구리 포일 표면의 티스 (teeth) 의 적어도 일부가 직조된 유리 섬유 (woven glass fiber) 라미네이트 코어에 접하고 있다.
도 2는 본 발명의 B-스테이지 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트 및 구리 피복 라미네이트를 나타내고 그 제조 방법을 나타내는 일반적 프로세스 흐름 방식에 있어서의 개략도이며, 도 2의 (A) 는 라미네이트 제품의 일부분의 단면도이다.
본 발명은 낮은 유전 손실을 요구하는 고속 및 고주파 인쇄 회로 기판 용도에 매우 적합한 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 라미네이트의 제작 방법을 제공한다.
본 발명에 따라 제작된 라미네이트 및 인쇄 회로 기판은 낮은 프로파일 구리를 이용하며, 증대된 박리 강도를 가지며 양호한 신호 무결성 및 낮은 도체 손실을 나타낸다. 특히, 본 발명은 B-스테이지 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트를 프리프레그에 라미네이팅함으로써 제작된 구리 피복 라미네이트뿐만 아니라 B-스테이지 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트를 포함한다. 본 발명의 구리 피복 라미네이트는, 낮은 프로파일 구리 포일을 프리프레그에 직접 접합함으로써 이루어진 라미네이트와 비교하여 향상된 박리 강도를 가진다. 보다 높은 박리 강도는, 구리 티스 프로파일이 B-스테이지 수지에 매립되고, 그 결과, 수지에 비해 통상적으로 보다 낮은 유전 강도를 가지는 프리프레그 코어 재료 (일반적으로 직조된 유리 섬유 클로스 (cloth)) 와 직접 접촉하지 않기 때문에, 보다 양호한 접합 및 보다 양호한 Hi 포트 저항성으로 인해 얻어진다. 이는 낮은 프로파일 구리 필름 층 (10) 의 티스 (12) 가 구리 피복 라미네이트 (35) 의 직조된 유리 섬유 코어 (30) 로 돌출되어 있는 종래 기술인 도 1의 라미네이트와 대조적이다. 반면에, 본 발명의 구리 피복 라미네이트는 라미네이트 z-방향에 걸쳐 보다 높은 전압 에 견딜 수 있으며, 보다 높은 유전 강도를 가진다. 전반적인 구리 피복 라미네이트 유전 특성은 또한 낮은 손실 및 낮은 Dk 수지 시스템을 사용함으로써 향상된다.
구리 피복 라미네이트의 유전 특성은 체적의 함수이며, B-스테이지 낮은 프로파일 수지 코팅된 구리 시트는 획득된 구리 피복 라미네이트의 유전상수 및 소실 인자 (dissipation factor) 를 조절하기 위한 비클 (vehicle) 로서 사용될 수 있다. 예시로서, 1 mil 낮은 프로파일 구리 포일을 유전상수 (DK) 2.5 및 유전 손실 0.002 를 갖는 수지로 피복함으로써 DK 4.0 및 유전 손실 0.20 을 갖는 3.0 mil 라미네이트는 DK 약 3.4 및 유전 손실 0.013을 갖는 5.0 mil 라미네이트로 업그레이드될 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 본 발명은 또한 구리 피복 라미네이트를 제조하는 방법을 포함한다. 상기 방법에 있어서, 낮은 프로파일 구리 포일을 시트로 코팅하여 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트를 형성한다. 이 수지를 부분적으로 경화시켜 B-스테이지 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트를 형성한다. B-스테이지 시트는 그대로 라미네이트 및 인쇄 배선 기판 제조업자에게 판매될 수 있으며, 또는 B-스테이지 시트를 프리프레그에 라미네이팅하여 구리 피복 라미네이트를 형성할 수 있다.
이러한 방법의 개략도가 도 2에 나타나 있다. 도 2에 있어서, 낮은 프로파일 구리 포일 (10) 을 제공한다. 다음 단계에서, 수지 층 (15) 및 바람직하게는 낮은 손실 및 낮은 Dk 수지 시스템의 층이 낮은 프로파일 구리 포일 (10) 의 일 측에 도포된다. 그후, 예컨대, 수지를 가열함으로써 수지를 부분적으로 경화시켜, B-스테이지 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트 (20) 를 형성한다. 다음 단계에서, 수지 시트 (25), 바람직하게 직조된 유리 코어를 포함하는 수지 시트 (25) 가 B-스테이지 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트와 결합되며, 최종 단계에서, 이 수지 시트를 B-스테이지 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트에 라미네이팅하여 라미네이트 (35) 를 형성한다. 도 2의 (A) 에서의 라미네이트 (35) 의 확대 단면도는 낮은 프로파일 구리 티스 (12) 가 직조된 유리섬유 코어 (30) 에 접하지 않고 그 대신에 얇은 수지 층 (40) 에 의해 분리되어 있는 것을 나타낸다. 상기 방법에 있어서, 및 본 발명의 라미네이트에 있어서, 수지 시트는 충분히 경화될 수 있는 프리프레그, 또는 피복되지 않은 C-스테이지 수지 함유 라미네이트 중 어느 것일 수 있다. 이하 설명에서, 프리프레그에 대한 참조는 또한 일반적으로 C-스테이지 수지 함유 라미네이트를 지칭한다.
본 발명에 사용되는 구리 포일은 낮은 프로파일 구리 포일 재료이다. 여기에 사용된 용어 "낮은 프로파일 구리 포일"이란 (구리의 표면상의 계곡 (valley) 에서부터 피크까지 측정된) 약 4.0 미크론 미만의 평균 표면 조도를 갖는, 바람직하게는 약 0.25 내지 약 3.5 미크론의 평균 표면 조도를 갖는, 적어도 하나의 거친 표면을 가지는 구리 포일을 지칭한다. 추가적으로, 본 발명에 유용한 구리 포일은 약 2.0 내지 약 400 미크론의 두께를 가지며, 바람직하게는 약 10 내지 약 70 미크론의 두께를 가질 것이다. 적어도 하나의 거친 표면은, B-스테이지 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트를 형성하기 위해 수지가 도포되는 표면이다. 구리 포일의 외표면은 용도 요건에 따라 거칠거나 또는 매끈할 수도 있다. 낮은 프로파일 구리 포일은, 예컨대, Circuit Foil, Luxembourg 에 의해 제조된다.
본 발명은 낮은 프로파일 구리 포일 또는 층에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 수지가 도포될 수 있고 또는 상기 낮은 프로파일 구리 포일에 대해 식별된 물리적 사양을 충족하는 포일 형태로 제조될 수 있는 임의의 도전성 재료가 본 발명에 사용될 수도 있다.
낮은 프로파일 구리 포일의 미경화된 수지 또는 부분적 경화된 수지에 의한 코팅은, 업계에 알려진 RCC (수지 코팅된 구리; resin coated copper) 기술을 사용하여 행해지는 것이 바람직하다. 일 방법에 있어서, 낮은 프로파일 구리 포일이 롤에 제공되고 구리 포일은 닥터 롤 또는 슬롯 다이를 사용하여 코팅되며, 그후 포일 시트는 오븐 속으로 보내지며, 여기서 도포된 수지가 B-스테이지로 경화된다. 물론, 낮은 프로파일 구리 포일의 표면에 수지를 도포하기 위해 예컨대, 스프레이 코팅과 같은 다른 프로세스가 사용될 수도 있다. 코팅에 후속하여, 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트의 수지층은 부분적으로 경화된다. 다른 방식으로, 수지를 구리 상에 코팅하기 전에 부분적으로 경화하고 시트를 그대로 사용할 수도 있고 또는 시트를 사용하기 전에 수지를 더욱 경화할 수 있다.
구리 포일 상의 부분적 경화된 수지의 두께는 약 2 미크론 내지 약 400 미크론인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 수지 코팅된 구리는 약 5 내지 약 150 미크론의 두께를 가진다. 하지만, 수지 코팅은 구리 표면의 계곡을 채우고 또한 구리 표면의 피크를 커버하기에도 충분한 두께를 가져야 한다.
수지 코팅된 낮은 프로파일 구리를 형성하기 위한 다른 절차는, 부분적 경화된 수지 시트를 제작하고, 그후 낮은 프로파일 구리가 그 부분적 경화된 수지 시트상에 형성되도록 상기 부분적 경화된 수지 시트상에 구리를 증착하는 것이다. 유용한 증착 기술로는, 예컨대, 부분적 경화된 수지 시트상에서의 구리의 직접 스퍼터링을 포함한다. 이 실시형태에서는, 부분적 경화된 수지 시트 상에 약 2 미크론까지의 구리가 증착된다.
수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트는 필수적으로, 그 시트의 일면이 구리이고 그 시트의 일면이 수지이도록, 낮은 프로파일 구리 층 또는 포일 시트와 결합된 부분적 경화된 수지 층으로 이루어진다. B-스테이지 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트와 프리프레그 사이에 선택적 부분 경화된 니트 (neat) 수지 필름 층이 배치되어 2 장의 시트의 부착을 용이하게 할 수도 있다.
수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트에 사용된 수지 및 선택적으로 상기 시트가 라미네이팅되는 프리프레그에 사용된 수지는, 낮은 유전 손실 수지 재료 또는 낮은 유전 손실 수지와 화학적 상용성이 있는 (예컨대, 만족스러운 접합 강도를 형성하는) 재료인 것이 바람직하다. 바람직한 낮은 손실 재료는 미국 특허 제7,090,924호 및 공개된 미국 특허 출원 제US2003-0158337A1호에 기재된 것들을 포함한다. 특히 바람직한 수지는 상기 '924 특허에서 발견된 것들이다.
상기 서술한 프리프레그를 제조하는데 유용한 수지는 일반적으로 낮은 프로파일 구리 층에 도포되거나 또는 낮은 프로파일 구리 층이 형성되는 낮은 유전 손실 재료로서 유용한 수지와 동일하다. 수지의 유용한 종류의 일례는 적어도 하 나의 엘라스토머; 적어도 하나의 에스테르; 및 적어도 하나의 난연제 (flame retardant) 를 포함하는 열경화성 수지 조성물이다. 낮은 유전 손실 수지 시스템의 2 개의 구체예에 대해 이하에 서술한다.
첫번째 예에서, 수지 조성물에 사용된 엘라스토머는 경화된 수지 및 이것으로부터 이루어진 라미네이트의 원하는 기본적인 역학적 및 열적 특성을 제공한다. 적합한 엘라스토머로는 전자적 복합물 및 라미네이트에 사용가능하다고 당업자에 알려진 임의의 엘라스토머가 있다. 바람직하게, 엘라스토머는 약 2000 내지 약 20000의 범위내의 분자량을 가진다. 엘라스토머는 단독으로 또는 다른 엘라스토머(들)와 조합하여 사용될 수 있다. 유용한 엘라스토머의 예로는, 일반적으로 부타디엔 폴리머, 스티렌 부타디엔 폴리머, 아크릴로니트릴-부타디엔 코폴리머, 이소프렌 폴리머, 우레탄 엘라스토머, 폴리아미드, 및 열가소성 폴리머, 또는 그 혼합물을 포함하지만, 여기에 한정되지 않는다. 엘라스토머의 하나의 유용한 종류로는 스티렌 부타디엔 디비닐 벤젠 (SBDVB) 화합물이 있다. SBDVB 화합물은 수지 경화 동안 그들이 다른 수지 화합물과 가교결합하도록 하는 여러 불포화 기를 포함한다. SBDVB 화합물의 예로는 Sartomer (502 Thomas Jones Way, Exton, PA 19341) 로부터 입수가능한 폴리부타디엔 스티렌 디비닐벤젠 그래프트 터폴리머, Ricon
Figure 112008048619000-PCT00001
250 이 있다. 다른 유용한 엘라스토머로는 말레산화된 폴리부타디엔 스티렌 코폴리머가 있다. 말레산화된 폴리부타디엔 스티렌 코폴리머의 예로는 Sartomer로부터 입수가능한 Ricon
Figure 112008048619000-PCT00002
184MA6이 있다. 엘라스토머는 본 발명의 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 수지 고형분 100 중량%에 대하여 약 20 내지 약 60 %의 양으로 존재하며, 바람직하게는 약 25 내지 35 %의 양으로 존재한다.
제1 예시적 수지 조성물 중에 에스테르가 사용되어, 대부분의 경우에, 미반응 엘라스토머 성분 및 부산물과 반응함으로써 획득되는 경화된 폴리머 및 이것으로부터 이루어진 생성물의 열적 및 전기적 특성을 개선시킨다. 에스테르는 엘라스토머 중의 과잉 스티렌과 반응하여 과잉 스티렌을 소비한다. 에스테르는, 폴리에스테르와 같은 폴리머, 올리고머 또는 모노머일 수 있다. 바람직하게, 에스테르는 불포화 에스테르이다. 또한 바람직하게, 에스테르는 스티렌계이다. 바람직한 에스테르는 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트와 같은 아크릴산 에스테르이지만, 이것에 한정되지 않는다. 다른 바람직한 에스테르는 불포화 폴리에스테르이다. 바람직한 불포화 폴리에스테르는 말레산 무수물 또는 푸마르산과 같은 불포화 산 또는 무수물, 또는 방향족 산과, 선형 디올(류)의 축합 반응물이다. 이 축합 반응물은 다음의 특성을 바람직하게 가진다: 프리 (free) 스티렌 함유량 약 0 %; 평균 분자량 4000-7000; 및 산가 (acid value) 12-18. 에스테르는 본 발명의 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 수지 고형분 100 중량%에 대하여, 약 1 내지 약 15 %의 양으로 존재하며, 바람직하게 약 2 내지 약 8 %, 보다 바람직하게 약 2 내지 약 6 %의 양으로 존재할 수도 있다.
제1 열경화성 수지 조성물의 예는 또한 하나 이상의 난연제를 포함할 수도 있다. 복합물 및 라미네이트를 제조하는데 사용되는 수지 조성물에 유용하다고 알려진 임의의 난연제를 사용할 수도 있다. 사용가능한 난연제의 예로는, 글리 시딜 에테르화 이관능 알콜의 할로겐화물, 비스페놀 F과 같은 노볼락 수지, 크레솔, 알킬페놀, 케이트콜 (catecohl), 비스페놀 A, 비스페놀 F, 폴리비닐페놀 또는 페놀과 같은 노볼락 수지의 할로겐화물, 안티모니 트리옥시드, 레드 포스포러스, 수산화지르코늄, 바륨 메타보레이트, 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘과 같은 무기 난연제, 및 테트라페닐 포스핀, 트리크레실-디페닐 포스페이트, 트리에틸포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 크실레닐-디페닐 포스페이트, 산 포스페이트 에스테르, 질소 함유 포스페이트 화합물 및 할로겐화물 함유 포스페이트 에스테르와 같은 포스퍼 난연제를 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다. 난연제는 제1 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 수지 고형분 100 중량%에 대하여 약 5 내지 약 50 %의 양으로 존재하며, 바람직하게는 약 10 내지 약 40 %의 양으로 존재할 수도 있다.
일 바람직한 난연제로는 하기 구조를 가지는 데카브로모디페닐에탄이 있다.
Figure 112008048619000-PCT00003
데카브로모디페닐에탄은, 예컨대 Albemarle Corporation (451 Florida St., Baton Rouge, LA 70801) 으로부터 시중에서 입수가능하다. 이 Albemarle 제품은 SaytexTM 8010으로서 판매되고 있다. 데카브로모디페닐에탄은 수지 조성물에 용이하게 분산된다. 또한, 데카브로모디페닐에탄은 경화된 수지의 유전 특성을 상당히 개선시킨다. 결과적으로, 난연제는 경화된 수지의 유전 특성을 또한 향 상시키기 위해 난연제의 필요량보다 휠씬 많은 양으로 수지 조성물 중에 포함된다. 데카브로모디페닐에탄이 난연제로서 사용될 경우, 그것은 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 수지 고형분 100 중량%에 대해 약 10 내지 약 50 %의 양으로 존재하는 것이 바람직하며, 약 20 내지 약 45 %의 양으로 존재하는 것이 더욱 바람직하다.
수지의 경화 레이트를 개선시키기 위해 제1 열경화성 수지 조성물에 하나 이상의 촉매가 선택적으로 첨가된다. 촉매로는 열경화성 수지의 경화 레이트를 가속시키는 것으로 알려진 임의의 촉매가 선택될 수도 있다. 바람직한 촉매로는 디쿠밀 과산화물, 또는 tert-부틸 퍼옥시벤조에이트 (예컨대, Akzo-Nobel Polymer Chemicals LLC, Chicago, IL 로부터 Triganox-C 로서 시중에서 입수가능함) 와 같은 자유 라디칼을 생성하는 과산화물 촉매를 포함한다. 보다 바람직한 촉매로는 디쿠밀 과산화물이 있다. 촉매는 본 발명의 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 수지 고형분 100 중량%에 대하여 약 2 내지 약 8 %의 양으로 존재하는 것이 바람직하며, 약 3 내지 약 5 %의 양으로 존재하는 것이 보다 바람직하다.
경화된 수지의 화학적 및 전기적 특성을 향상시키기 위해 제1 열경화성 수지 조성물에 하나 이상의 충전제 (filler) 가 선택적으로 첨가될 수 있다. 충전제에 의해 변경 가능한 특성의 예로는, 열 팽창 계수, CTE 저하, 모듈러스 (modulus) 증가, 및 프리프레그 택 (tack) 감소를 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다. 유용한 충전제의 비한정적 예로는, 미립자 형태의 Teflon
Figure 112008048619000-PCT00004
, 탤크, 석영, 세라믹 스, 규회석, 질화붕소, 점토, 산화세륨, 알루미나, 이산화 티탄, 실리카와 같은 미립자 금속 산화물, 및 그 혼합물을 포함한다. 바람직한 충전제로는 소성 점토 또는 용융 실리카를 포함한다. 다른 바람직한 충전제로는 용융 실리카가 있다. 또 다른 바람직한 충전제로는 실란 처리된 실리카가 있다. 보다 바람직하게, 실란 처리된 충전제는 에폭시 실란에 의해 처리된 용융 실리카이다. 사용시에, 충전제는 본 발명의 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 수지 고형분 100 중량%에 대하여 약 0 내지 약 40 %의 양으로 존재하고, 바람직하게는 약 5 내지 약 40 %의 양으로 존재할 수도 있다. 바람직하게는, 충전제의 입자 크기는 약 20 ㎛ 내지 약 80 ㎛이다.
수지 점도를 제어하기 위해 그리고 현탁된 분산액 중에서의 수지 성분을 유지하기 위해 제1 열경화성 수지에 하나 이상의 용매가 선택적으로 도입된다. 열경화성 수지 시스템과 관련하여 유용하다고 당업자에 알려진 임의의 용매를 사용할 수 있다. 특히 유용한 용매로는 메틸에틸케톤 (MEK), 톨루엔, 및 그 혼합물을 포함한다. 용매의 선택은 종종 수지 경화 방법에 의해 결정된다. 수지가 열풍에 의해 경화될 경우, 통상적으로 케톤이 바람직한 용매이다. 수지가 적외선 경화될 경우, 통상적으로 케톤과 톨루엔의 혼합물이 바람직하다. 사용시에, 용매는 본 발명의 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 전체 중량의 중량 백분율로서 약 20 내지 약 50 %의 양으로 존재한다.
제1 예시적 수지 시스템은 선택적으로, 열적 성능을 향상시키고 양호한 전기적 특성을 제공할 수 있는 시아네이트 에스테르를 포함할 수 있다. 시아네이트 에스테르는 중합에 참여하여 수지 백본에 도입될 수 있다. 2,2-비스(4-시아네이토페닐)이소프로필리덴 (Lonza Group 으로부터 명칭 Primaset
Figure 112008048619000-PCT00005
BADCy 로서 입수가능함), 비스페놀 A 시아네이트 에스테르 (Ciba Geigy 로부터 명칭 AroCyTM B10 으로서 입수가능함), 및 그 혼합물을 포함하는 다양한 시아네이트 에스테르를 사용할 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 사용시에, 시아네이트 에스테르(류)는 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 수지 고형분 100 중량%에 대하여 약 2 내지 약 15 %의 양으로 존재하며, 바람직하게는 약 4 내지 약 8 %의 양으로 존재한다.
일 유용한 제1 수지 시스템은 다음의 조성 (formulation) 을 가지며, 여기서 양들은 조성물의 수지 고형분 100 중량%에 대한 것이다.
적어도 하나의 엘라스토머 약 25 내지 약 35 wt%;
적어도 하나의 에스테르 약 2 내지 약 8 wt%;
적어도 하나의 난연제 약 20 내지 약 45 wt%;
적어도 하나의 충전제 약 5 내지 약 40 wt%; 및
적어도 하나의 촉매 약 3 내지 약 5 wt%.
상기 성분들은 용매 중에 50-20 wt% 용매에 약 50-80 wt% 고형분의 비율로 현탁되며, 바람직하게는 약 30 wt% 용매에 약 70 wt% 고형분의 비율로 현탁된다.
다른 유용한 제1 수지 조성물은 다음의 조성을 가진다.
Figure 112008048619000-PCT00006
상기 성분들은 바람직하게 톨루엔, MEK 또는 톨루엔/MEK와 같은 용매 중에, 50-20 wt% 용매에 약 50-80 wt% 고형분의 비율로 현탁되며, 바람직하게는 약 30 wt% 용매에 약 70 wt% 고형분의 비율로 현탁된다.
또 다른 유용한 제1 수지 조성물은 그 조성물의 수지 고형분 100 중량%에 대하여 다음의 조성을 가진다.
RICON
Figure 112008048619000-PCT00007
250 수지 약 30 내지 약 35 wt%;
불포화 폴리에스테르 약 2 내지 약 4 wt%;
데카브로모디페닐에탄 약 20 내지 약 25 wt%;
용융 실리카 약 32 내지 약 38 wt%;
디쿠밀 과산화물 약 5 내지 약 6 wt%.
제2 예시적 고성능 수지 조성물은 (1) 적어도 하나의 에폭시 수지; (2) 적어도 하나의 스티렌 말레산 무수물; 및 (3) 비스-말레이미드트리아진 수지를 포함한 다. 이 조성물은 선택적으로 (4) 충전제; (5) 강인화제 (toughener); (6) 촉진제; (7) 난연제; (8) 용매; 및/또는 (9) 다른 첨가제를 포함한다. 상기 성분들은 제2 예시적 수지 시스템의 선택적 및 다른 경우이다.
(1) 에폭시 수지
이 문맥에서 용어 "에폭시 수지"는 C.A. May, Epoxy Resins, 2nd Edition, (New York & Basle: Marcel Dekker Inc.), 1988 에 기재된 옥시란 고리-함유 화합물의 경화성 조성물을 지칭한다.
경화된 수지 및 이것으로 이루어진 라미네이트의 원하는 기본 역학적 및 열적 특성을 제공하기 위해 에폭시 수지가 수지 조성물에 첨가된다. 유용한 에폭시 수지로는 전자적 복합물 및 라미네이트에 유용한 수지 조성물로 유용하다고 당업자에 알려진 것들이 있다.
에폭시 수지의 예로는, 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르에 기초한 것들 ("비스-A 에폭시 수지"), 페놀-포름알데히드 노볼락 또는 크레솔-포름알데히드 노볼락의 폴리글리시딜 에테르에 기초한 것들, 트리(p-히드록시페놀)메탄의 트리글리시딜 에테르에 기초한 것들, 또는 테트라페닐에탄의 테트라글리디실 에테르에 기초한 것들과 같은 페놀 타입들, 또는 테트라글리시딜메틸렌디아닐린에 기초한 것들 또는 p-아미노글리콜의 트리글리시딜 에테르에 기초한 것들과 같은 타입들; 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산 카르복실레이트에 기초한 것들과 같은 지환식 타입들을 포함한다. 용어 "에폭시 수지"는 또한 그 범위 내에 (예컨대, 상술한 타입들 중에서의) 과잉량의 에폭시를 함유하는 화합물 및 방향족 디히드록시 화합물의 반응물을 포함한다. 이들 화합물은 할로겐 치환될 수도 있다.
비스페놀 A의 유도체 ("비스-A 에폭시 수지") 인 에폭시 수지, 특히 FR4가 바람직하다. FR4는 과잉량의 비스페놀 A 디글리시딜 에테르와 테트라브로모비스페놀 A의 반응을 진행함으로써 제조된다. 또한, 에폭시 수지와 비스말레이미드 수지, 시아네이트 수지 및/또는 비스말레이미드 트리아진 수지의 혼합물을 사용할 수 있다.
에폭시 수지는 일반적으로 단일의 명백한 구조식에 의해 표현되는 것을 이해해야 한다. 당업자는 에폭시 수지 제작 동안 일어나는 부반응으로부터 획득되는 이탈된 생성물 (deviating product) 을 포함하게 된다는 것을 이해할 것이다. 이러한 부 생성물은 경화된 에폭시 수지의 전형적인 성분을 구성하기 때문에, 마찬가지로 이들은 본 발명에 따른 수지의 전형적인 성분을 구성한다. 에폭시 수지는 본 발명의 조성물 중에 그 조성물의 고형분 100 중량%에 대하여 약 8 내지 약 26 %의 양으로 존재하며, 바람직하게는 약 10 내지 약 23 %의 양으로 존재한다.
비스페놀 A (BPA) 및/또는 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 (BPADGE) 는 선택적으로 공가교제 (co-crosslinking agent) 로서 에폭시 수지와 함께 포함될 수 있다. BPA 및 BPADGE 모두는 선택적으로 브롬화될 수도 있고, 즉, 하나 이상의 브롬 원자로 치환될 수도 있다. 본 발명에 유용한 선택적 브롬화된 비스페놀 A 및 선택적 브롬화된 비스페놀 A 디글리시딜 에테르를 도입한 수지 시스템이 미국 특허 제6,509,414호에 기재되어 있다. 그 명세서의 전체 내용이 여기에 참조로서 통합되어 있다. 본 발명에 있어서, BPA 및 BPADGE의 방향족 부위는 바람직 하게 2 개의 브롬 원자로 치환되어, 각각 테트라브로모비스페놀 A (TBBA) 및 테트라브로모비스페놀 A 디글리시딜 에테르 (TBBADGE) 를 제공한다. 또한, 선택적 브롬화된 노볼락은 공가교제로서 사용될 수 있다. 브롬화된 공가교제는 그 난연성 때문에 바람직하다.
원하는 수지 특성은 수지에 도입되는 선택적 브롬화된 BPA 및 선택적 브롬화된 BPADGE의 양을 결정한다. 예컨대, SMA와 가교결합된 에폭시 수지의 Tg는 적어도 5 중량%의 BPA를 사용함으로써 실질적으로 증가될 수 있다는 것을 발견하였다. 상기 서술한 바와 같이, 이제는 단순한 이관능 에폭시 화합물에 의해서도 130℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 수지를 획득하는 것이 가능하다. 공가교제를 사용할 경우, 그것은 조성물의 고형분 100 중량%에 대하여 일반적으로 약 5 내지 약 60 %의 양으로 존재하며, 바람직하게는 약 15 내지 약 55 %의 양으로 존재한다. 바람직한 실시형태에 있어서, 수지 조성물은 TBBA 및 TBBADGE 모두를 함유한다. 이 바람직한 실시형태에 있어서, 조성물의 고형분 100 중량%에 대하여 각각 TBBA는 약 3 내지 약 21 wt%의 양으로 존재하며, 바람직하게는 약 6 내지 약 19 wt%의 양으로 존재하고, TBBADGE는 약 9 내지 약 30 wt%의 양으로 존재하며, 바람직하게는 약 11 내지 약 26 wt%의 양으로 존재한다.
(2) 스티렌 말레산 무수물 코폴리머
제2 열경화성 수지 조성물은 하나 이상의 스티렌 말레산 무수물 화합물 (SMA) 을 포함한다. SMA는 미반응 엘라스토머 성분 및 부산물과 반응함으로써 획득되는 경화된 폴리머 및 이것으로부터 이루어진 생성물의 열적 및 전기적 특성 을 향상시킨다.
스티렌과 말레산 무수물의 코폴리머는, 그 중에서도 Encyclopedia of Polymer Science and Engineering Vol. 9 (1987), 225 페이지에 기재되어 있다. 본 발명의 테두리 내에서 용어 "코폴리머" 는 마찬가지로 SMA 또는 SMA의 혼합물을 지칭한다. 스티렌과 말레산 무수물의 코폴리머 (SMA) 는 2 가지 타입으로 시중에서 입수가능하다. 타입 2는 대부분 고분자량 코폴리머 (MW가 일반적으로 100,000 보다 더 크며, 예컨대 1,000,000) 를 포함한다. 프리프레그의 제조에 사용하기에 부적합한 사실상 열가소성 물질이다. 또한, 그것의 낮은 무수물 함유량 (5-15 %) 때문에 에폭시 수지용 가교제로서 사용하기에도 특별히 적합하지 않다. 한편, 약 1400 내지 약 50,000 의 분자량을 가지며 15 중량% 보다 많은 무수물 함유량을 가지는 타입 1 SMA 코폴리머는 본 발명의 조성물에 사용하기에 특히 적합한다. 또한, 분자량이 1400 내지 10,000인 SMA 코폴리머가 바람직하다. 이러한 코폴리머의 예로는 시중에서 입수가능한 SMA 1000, SMA 2000, SMA 3000, 및 SMA 4000 을 포함한다. 이들 코폴리머는 각각 1:1, 2:1, 3:1 및 4:1의 스티렌 말레산 무수물 비율을 가지며, 약 1400 내지 약 2000의 분자량을 가진다. 또한, 이들 SMA의 혼합물을 사용할 수도 있다. SMA 폴리머는 본 발명의 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 고형분 100 중량%에 대하여 약 10 내지 약 26 %의 양으로 존재하며, 바람직하게는 약 15 내지 약 23 %의 양으로 존재한다. 일 실시형태에 있어서, SMA에 비해 에폭시의 기능을 많이 제공하기 위해 에폭시 수지의 양은 SMA의 양 보다 더 많다. 이 실시형태에 있어서, 에폭시 수지 대 SMA 코폴리머의 중량비는 약 2:1 내지 약 1.5:1 (에폭시:SMA) 이 바람직하다.
(3) 비스-말레이미드트리아진 수지
제2 열경화성 수지 조성물은 비스-말레이미드트리아진 수지 (BT) 를 더 포함한다. BT 수지는 Mitsubishi 로부터 시중에서 입수가능하다. 비스-말레이미드트리아진 수지는 본 발명의 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 고형분 100 중량%에 대하여 약 15 내지 약 50 %의 양으로 존재하며, 바람직하게는 약 25 내지 약 40 %의 양으로 존재한다.
(4) 선택적 충전제
경화된 수지의 화학적 및 전기적 특성을 향상시키기 위해 제2 수지 조성물에 하나 이상의 충전제가 선택적으로 첨가될 수 있다. 충전제에 의해 변경 가능한 특성의 예로는, 열 팽창 계수, CTE 저하, 모듈러스 증가, 및 프리프레그 택 감소를 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다. 유용한 충전제의 비한정적 예로는, 미립자 형태의 Teflon
Figure 112008048619000-PCT00008
, 탤크, 석영, 세라믹스, 규회석, 질화붕소, 점토, 산화세륨, 알루미나, 이산화 티탄, 실리카와 같은 미립자 금속 산화물, 및 그 혼합물을 포함한다. 바람직한 충전제로는 소성 점토 또는 용융 실리카를 포함한다. 다른 바람직한 충전제로는 용융 실리카가 있다. 또 다른 바람직한 충전제로는 실란 처리된 실리카가 있다. 보다 바람직하게, 실란 처리된 충전제는 에폭시 실란에 의해 처리된 용융 실리카이다. 사용시에, 충전제는 본 발명의 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 고형분 100 중량%에 대하여 약 0 내지 약 20 %의 양으로 존재하고, 바람직하게는 약 0 내지 약 10 %의 양으로 존재한다.
(5) 선택적 강인화제
제2 열경화성 수지 조성물은 하나 이상의 강인화제를 포함할 수도 있다. 강인화제는 획득되는 복합물 및 라미네이트의 천공능력 (drillability) 을 향상시키기 위해 수지 조성물에 첨가된다. 유용한 강인화제로는 메틸 메타크릴레이트/부타디엔/스티렌 코폴리머, 메타크릴레이트 부타디엔 스티렌 코어 쉘 입자, 및 그 혼합물을 포함한다. 바람직한 강인화제로는 Rohm & Haas (100 Independence Mall West, Philadephia, PA) 로부터 입수가능한 상품명 Paraloid
Figure 112008048619000-PCT00009
로서 판매되는 메타크릴레이트 부타디엔 스티렌 코어 쉘 입자가 있다. 사용시에, 강인화제는 본 발명의 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 고형분 100 중량%에 대하여 약 1 내지 약 5 %의 양으로 존재하고, 바람직하게는 약 2 내지 약 4 %의 양으로 존재한다.
(6) 촉진제
수지를 가교결합시키고 수지의 경화 레이트를 향상시키기 위해 제2 조성물에 통상적으로 하나 이상의 촉진제가 첨가된다. 촉진제로는 열경화성 수지의 경화 레이트를 가속시키는 것으로 알려진 임의의 촉진제가 선택될 수도 있다. 적합한 촉진제는 이미다졸이며, 보다 구체적으로 2-메틸이미다졸 및 2-에틸-4-메틸이미다졸과 같은 알킬 치환된 이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸일 수도 있다. 다른 적합한 촉진제로는, 예컨대, 벤질디메틸아민 및 4,4' 및 3,3' 디아미노디페닐술폰과 같은 3차 아민을 포함한다. 일 바람직한 촉진제로는 2-에틸-4-메틸이미다졸이 있다. 촉진제의 사용량은 에폭시 수지의 타입, 가교제 의 타입, 및 촉진제의 타입에 의존한다. 너무 많은 양의 촉진제를 사용하면, 너무 높은 반응성 수지 시스템으로 이어질 것이다. 당업자는 프리프레그로의 신속한 프로세싱을 허용하는 충분히 반응성이 있는 수지 시스템을 제공하는데 필요한 촉진제의 양을 용이하게 결정할 수 있다. 일반적으로, 그러한 양은 조성물 중에 존재하는 에폭시 수지 및 공가교제의 전체 중량에 대해 산출하여, 0.01 내지 5 중량%의 촉진제일 것이다. 많은 경우에, 이것은 0.01 내지 0.05 중량%일 것이다. 수지 겔은 촉진제의 타입 및 양, 용매의 타입 및 양, 그리고 제조될 프리프레그의 타입에 의존한다. 촉진제로서 사용되는 2-메틸이미다졸 (2MI) 의 특정 경우에, 2MI를 약 0.05 중량% 보다 많이 사용하지 않는 것이 바람직하다. 일반적인 가이드라인으로서, 120초 미만의 바니시 겔 시간 (varnish gel time) 을 가지지 않는 것이 권해진다고 말할 수 있다.
(7) 선택적 난연제
제2 열경화성 수지 조성물은 하나 이상의 난연제를 포함할 수도 있다. 복합물 및 라미네이트를 제조하기 위해 사용되는 수지 조성물에 유용하다고 알려진 임의의 난연제를 사용할 수도 있다. 사용가능한 난연제의 예로는, 글리시딜 에테르화 이관능 알콜의 할로겐화물, 비스페놀 F과 같은 노볼락 수지, 크레솔, 알킬페놀, 케이트콜, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 폴리비닐페놀 또는 페놀과 같은 노볼락 수지의 할로겐화물, 안티모니 트리옥시드, 레드 포스포러스, 수산화지르코늄, 바륨 메타보레이트, 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘과 같은 무기 난연제, 및 테트라페닐 포스핀, 트리크레실-디페닐 포스페이트, 트리에틸포스페이트, 크레실디페닐포 스페이트, 크실레닐-디페닐 포스페이트, 산 포스페이트 에스테르, 질소 함유 포스페이트 화합물 및 할로겐화물 함유 포스페이트 에스테르와 같은 포스퍼 난연제를 포함하지만, 이것에 한정되지 않는다. 난연제는 제2 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 수지 고형분 100 중량%에 대하여 약 3 내지 약 9 %의 양으로 존재하며, 바람직하게는 약 4 내지 약 8 %의 양으로 존재한다.
다른 선택적 난연제로는 하기 구조를 가지는 데카브로모디페닐에탄이 있다.
Figure 112008048619000-PCT00010
데카브로모디페닐에탄은, 예컨대 Albemarle Corporation (451 Florida St., Baton Rouge, LA 70801) 으로부터 시중에서 입수가능하다. 이 Albemarle 제품은 SaytexTM 8010으로서 판매되고 있다. 데카브로모디페닐에탄은 예상외로 수지 조성물에 용이하게 분산되는 것으로 발견되었다. 또한, 데카브로모디페닐에탄은 경화된 수지의 유전 특성을 상당히 개선시킨다는 예상외의 좋은 결과를 가진다. 결과적으로, 난연제는 경화된 수지의 유전 특성을 또한 향상시키기 위해 난연제의 필요량보다 휠씬 많은 양으로 제2 수지 조성물 중에 포함될 수 있다. 데카브로모디페닐에탄이 난연제로서 사용될 경우, 그것은 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 수지 고형분 100 중량%에 대해 약 10 내지 약 50 %의 양으로 존재하는 것이 바람직하며, 약 20 내지 약 45 %의 양으로 존재하는 것이 더욱 바람직하다. 브롬화된 난연제를 사용할 경우, 그것은 조성물의 고형분 100 중량%에 대하여 조 성물에 대한 총 브롬 함유량을 약 8 내지 약 30 %, 바람직하게는 약 10 내지 약 20 % 제공하기에 충분한 양으로 존재하는 것이 바람직하다.
(8) 용매
수지 용해성을 제공하고, 수지 점도를 제어하고, 그리고 현탁된 분산액 중에서의 수지 성분을 유지하기 위해서, 제2 열경화성 수지에 통상적으로 하나 이상의 용매가 도입된다. 열경화성 수지 시스템과 관련하여 유용하다고 당업자에 알려진 임의의 용매를 사용할 수 있다. 특히 유용한 용매로는 메틸에틸케톤 (MEK), 톨루엔, 디메틸포름아미드 (DMF) 및 그 혼합물을 포함한다. 용매의 선택은 종종 수지 경화 방법에 의해 결정된다. 수지가 열풍에 의해 경화될 경우, 통상적으로 케톤이 바람직한 용매이다. 수지가 적외선 경화될 경우, 통상적으로 케톤과 톨루엔의 혼합물이 바람직하다. 사용시에, 용매는 본 발명의 열경화성 수지 조성물 중에 그 조성물의 전체 중량의 중량 백분율로서 약 20 내지 약 50 %의 양으로 존재한다.
선택적으로, 제2 열경화성 수지 조성물은 소포제 (defoaming agent), 레벨링제, 염료 및 안료와 같은 다른 첨가제를 더 함유할 수도 있다. 예컨대, 수지 조성물에 형광 염료를 미량 첨가하여, 이것으로 제작된 라미네이트로 하여금 기판 가계의 광학 검사 장비에서 자외선에 노출될 경우 형광을 발하게 할 수 있다. 유용한 형광 염료로는 고도의 공액 디엔 염료 (highly conjugated diene dye) 가 있다. 이러한 염료의 일 예로는 Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, New York 으로부터 입수가능한 UVITEX
Figure 112008048619000-PCT00011
OB (2,5-티오펜디일비스(5-tert-부틸-1,3-벤조 옥사졸) 가 있다.
일 유용한 제2 조성물은 다음의 조성을 가진다.
Figure 112008048619000-PCT00012
상기 성분들은 DMF, MEK 또는 MEK/DMF 용매 중에, 50-20 wt% 용매에 약 50-80 wt% 고형분의 비율로 현탁되며, 바람직하게는 약 30 wt% 용매에 약 70 wt% 고형분의 비율로 현탁된다.
상기 서술한 수지 시스템에 추가적으로, 인쇄 배선 기판 라미네이트의 제작에, 특히 고속 및 고주파 배선 기판 라미네이트에 유용하다고 현재 또는 미래에 당업자에 알려진 임의의 수지 시스템이 본 발명의 방법 및 제품에 사용될 수도 있다.
프리프레그 또는 C-스테이지 수지 시트를 제조하기 위해 그리고 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트를 제조하기 위해 본 발명에 사용되는 수지는 선택적 충전제를 포함할 수도 있다. 충전제를 사용함으로써, 획득되는 구리 피복 라미네이 트의 유전 특성을 적합화시킬 수 있다. 또한, 충전제는 일 수지 시스템에 사용되고 다른 수지 시스템에 사용되지 않을 수 있으며, 획득되는 구리 피복 라미네이트의 유전 특성을 제어하는데 여전히 유용하다.
프리프레그 또는 C-스테이지 수지 시트는 선택적 코어를 포함할 수도 있다. 낮은 유전 손실 라미네이트에 사용되는 임의의 코어 재료를 사용할 수도 있다. 코어 재료를 사용할 경우, 그것은 직조된 유리 섬유인 것이 바람직하다.
본 발명의 프로세스에 있어서 다음 단계는 상기 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리를 프리프레그와 라미네이팅하는 것이다. 프리프레그는 일반적으로 일련의 구동 롤들에 감기지 않은 직조된 유리 웹의 롤과 같은 코어 재료를 사용하여 제조된다. 그후, 웹은 코팅 영역으로 들어가며, 여기서 웹은 열경화성 수지 조성물, 용매 및 다른 성분을 함유하는 탱크를 지나간다. 유리 웹은 코팅 영역에서 수지로 포화된다. 그후, 수지 포화된 유리 웹은 상기 수지 포화된 유리 웹으로부터 과잉 수지를 제거하는 1 쌍의 계측 롤 (metering roll) 을 지나간 후, 수지 코팅된 웹은 용매가 상기 웹으로부터 적어도 부분적으로 증발될 때까지 선택된 기간동안 건조 타워의 길이를 주행한다. 프리프레그의 제작이 완료될 때까지 이들 단계를 반복함으로써 웹에 수지의 두번째 및 후속 코팅을 수행하고, 그 뒤 프리프레그를 롤에 감는다.
본 발명에 유용한 라미네이팅 프로세스는 통상적으로 본 발명의 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리의 하나 또는 2 장의 시트들 사이에 하나 이상의 프로프레그 층을 적층하는 것을 수반한다. 그리하여, 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리의 2 장의 시트를 사용할 경우, 획득되는 라미네이트 시트의 외표면상에 구리 층이 놓여지도록 프리프레그 층은 2 장의 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트들 사이에 놓여질 것이다.
경화 사이클의 일 예에서, 적층체는 약 40 psi 내지 약 900 psi의 압력 및 약 30 in/Hg의 진공도 하에서 유지된다. 적층체 온도는 약 20-60 분 동안에 걸쳐서 약 180 ℉에서부터 약 375 ℉ 내지 약 450 ℉까지 상승된다. 적층체는 약 375 ℉ 내지 450 ℉의 온도에서 75-180 분 동안 유지되며, 그후 적층체는 20-50 분 동안에 걸쳐서 375 ℉ 내지 450 ℉의 온도에서부터 약 75 ℉의 온도까지 냉각된다.
라미네이트를 제조하기 위한 다른 프로세스에 있어서, 주위 온도 및 압력하에 혼합 용기 안에서 적합한 수지가 사전-혼합된다. 그 사전-혼합의 점도는 약 600-1000 cp 이며, 수지에 용매를 첨가하거나 또는 수지로부터 용매를 제거함으로써 조절될 수 있다. E 유리와 같은 섬유 기재가 사전-혼합된 수지를 포함하는 딥 탱크를 통과하고, 오븐 타워를 통과하고, 여기서 과잉 용매가 제거되고 프리프레그가 감기거나 적당한 크기로 시트화되고 유리 직조 스타일, 수지 함유량 및 두께 요건에 따라 다양한 구성으로 수지 코팅된 높은 프로파일 구리 시트들 사이에 쌓인다.
라미네이트를 제조하기 위한 프로세스의 다른 예에서, 수지 코팅된 높은 프로파일 구리와 상용성이 있는 수지 코팅이 먼저 프리프레그 또는 C-스테이지 라미네이트상에 코팅되고, 선택적으로 부분적으로 경화된다. 그후, 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리는 코팅된 프리프레그 또는 C-스테이지 라미네이트와 라미네이팅 되고 상기 서술한 바와 같이 프로세싱된다. 상용성 수지는 일반적으로 2 장의 시트의 라미네이팅을 용이하게 하는 수지이다. 바람직한 상용성 수지는 구리 상의 수지와 잘 부착되는 낮은 손실 재료인 것이 바람직하다. 구리상에 그리고 프리프레그 또는 라미네이트상에 동일한 수지를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
상기 서술한 바와 같이, 본 발명은 또한 인쇄 회로 기판에 사용되는 라미네이트를 제공한다. 본 발명의 라미네이트는 구리 포일의 하나 이상의 층과 함께 라미네이팅된 하나 이상의 프리프레그를 포함하며, 구리 포일은 낮은 프로파일 구리 포일이다.
또한, 본 발명은 이전 단락에서 서술한 바와 같이 하나 이상의 라미네이트를 포함하는 인쇄 회로 기판을 제공한다.
또, 본 발명은 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트를 제공한다.
또한, 본 발명은 여기에 서술한 방법에 따라 제작된 라미네이트를 제공한다.
실시예
하기 가설의 예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로서, 그 범위를 제한하려는 의도는 없다.
낮은 프로파일 구리는 표준 RCC 프로세스에 있어서 표 1에 나타낸 성분을 포함하는 수지 조성물로 코팅된다. 톨루엔이 용매로서 사용된다.
Figure 112008048619000-PCT00013
수지는 약 200 미크론의 두께를 제공하도록 코팅된다 (후속하여 부분적 경화). RCC 코팅 프로세스의 일부로서, 구리 상의 수지는 부분적으로 경화된다.
표 2에 나타낸 수지 조성물을 사용하여 라미네이트가 제작된다. 톨루엔은 약 69%의 총 고형분 함유량을 제공하도록 용매로서 사용된다.
Figure 112008048619000-PCT00014
그리하여, 0.03" 직조된 유리 섬유 및 표 2의 조성물을 사용하여 프리프레그가 먼저 제작된다. 프리프레그 중의 수지는 부분적으로 경화된다.
그후, 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리의 하나 이상의 시트 사이에 하나 이상의 프리프레그 층의 적층에 의해 라미네이트가 제작된다. 경화 사이클 동안, 적층체는 약 40 psi 내지 약 900 psi의 압력 및 약 30 in/Hg의 진공도 하에서 유지된다. 적층체 온도는 약 20 분 동안에 걸쳐서 약 180 ℉에서부터 약 375 ℉까지 상승된다. 적층체는 약 375 ℉의 온도에서 75 분 동안 유지되며, 그후 적층체는 20 분 동안에 걸쳐서 약 75 ℉의 온도까지 냉각된다.
상기 제조된 라미네이트의 낮은 프로파일 구리 층 박리 강도는 약 4.5 내지 약 5 lbs/in 일 것이다. 이는 낮은 프로파일 구리 포일이 프리프레그에 직접 라미네이팅될 경우 예상되는 약 2 lbs/in 의 박리 강도와 비교된다.
하기 청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지 및 범위로부터 벗어나지 않는 한 본 발명의 조성물, 프리프레그, 라미네이트 및 복합물에 대해 다양한 변형이 이루어질 수 있다는 것이 고려된다.

Claims (23)

  1. 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 라미네이트의 제작 방법으로서,
    제 1 측 및 제 2 측을 갖는 낮은 프로파일 구리 포일의 시트를 제공하는 단계;
    상기 낮은 프로파일 구리 포일의 시트의 일 측에 낮은 유전 손실 수지의 층을 도포하는 단계;
    상기 낮은 유전 손실 수지의 층을 부분적으로 경화시켜 부분적 경화된 수지 표면 및 구리 표면을 갖는 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트를 형성하는 단계; 및
    구리 표면을 갖는 라미네이트를 형성하기 위해 상기 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트의 상기 부분적 경화된 수지 표면을 수지 시트에 라미네이팅하는 단계를 포함하는, 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 라미네이트의 제작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 시트는 코어 재료를 포함한 프리프레그 (prepreg) 인, 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 라미네이트의 제작 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 코어 재료는 직조된 유리 (woven glass) 인, 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 라미네이트의 제작 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수지 시트는 C-스테이지 수지 (C-staged resin) 함유 라미네이트인, 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 라미네이트의 제작 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 낮은 프로파일 구리 포일의 적어도 일 측은 약 0.25 미크론 내지 약 3.5 미크론의 표면 조도를 가지는, 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 라미네이트의 제작 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 낮은 유전 손실 수지의 층은, 상기 낮은 프로파일 구리 포일의 약 0.25 미크론 내지 약 3.5 미크론의 표면 조도를 가지는 적어도 일 측에 도포되는, 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 라미네이트의 제작 방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트의 상기 수지 시트로의 라미네이팅은, 상기 코어 재료와 상기 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트 사이에 수지 갭을 형성하는, 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 라미네이트의 제작 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 라미네이팅하는 단계 이전에, 상기 수지 시트와 상기 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트 사이에 수지 층이 배치되는, 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 라미네이트의 제작 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수지 층은 액체 수지 층 및 b-스테이지 수지 (b-staged resin) 시트로부터 선택되는, 인쇄 회로 기판의 제조에 사용되는 라미네이트의 제작 방법.
  10. 낮은 프로파일 구리의 층; 및
    낮은 유전 손실 수지의 층을 포함하는, 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트.
  11. 제 10 항에 있어서,
    약 2 내지 약 400 미크론의 두께를 가지는, 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 수지는 부분적으로 경화되어 있는, 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시 트.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 낮은 프로파일 구리의 층의 적어도 일 측은 약 0.5 내지 약 3.5 미크론의 조도를 가지는, 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 낮은 유전 손실 수지의 층은 상기 낮은 프로파일 구리의 층의 약 0.5 내지 약 3.5 미크론의 조도를 가지는 상기 적어도 일 측 상에 있는, 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 낮은 유전 손실 수지의 층은 약 2 내지 약 500 미크론의 두께를 가지는, 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트.
  16. 하나 이상의 수지 시트; 및
    상기 하나 이상의 수지 시트와 함께 라미네이팅된 적어도 하나의 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트를 포함하는 라미네이트로서,
    상기 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트는, 약 0.5 내지 약 3.5 미크론의 조도를 갖는 적어도 일 측을 갖는 낮은 프로파일 구리 층, 및 상기 낮은 프로파일 구리 층의 약 0.5 내지 약 3.5 미크론의 조도를 갖는 상기 적어도 일 측에 형성된 낮은 유전 손실 수지 층을 더 포함하는, 라미네이트.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 수지 시트는 코어 재료를 포함하는 프리프레그인, 라미네이트.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 코어 재료는 직조된 유리인, 라미네이트.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 수지 시트는 C-스테이지 수지 함유 라미네이트인, 라미네이트.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 낮은 프로파일 구리 층으로부터 상기 코어 재료를 수지 갭이 분리하는, 라미네이트.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 수지 시트와 상기 수지 코팅된 낮은 프로파일 구리 시트 사이에 배치된 수지 층을 포함하는, 라미네이트.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 수지 층은 액제 수지 층 및 b-스테이지 수지 시트로부터 선택되는, 라미네이트.
  23. 제 16 항에 기재된 라미네이트를 적어도 하나 포함하는, 인쇄 회로 기판.
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