TW201819536A - 阻燃性樹脂組成物及附有樹脂之銅箔 - Google Patents
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Abstract
本發明係有關於一種可得到平衡性良好地兼具密著性、阻燃性、介電常數及介電正切全部的阻燃性樹脂之阻燃性樹脂組成物及該阻燃性樹脂,以及使用其之附有樹脂之銅箔、敷銅積層板及印刷配線板。 本發明係有關於一種阻燃性樹脂組成物,其含有含下述通式(I)所表示的雙順丁烯二醯亞胺化合物之樹脂成分、硬化劑、下述通式(II)所表示的環磷腈等磷系阻燃劑,以及氟樹脂填料,且相對於樹脂成分100質量份,硬化劑之含量為0.5~30質量份,且相對於樹脂成分100質量份,磷系阻燃劑之含量為5~30質量份,並且相對於樹脂成分100質量份,氟樹脂填料之含量為10~200質量份。
Description
本發明係有關於一種適合於印刷配線板等之製造的阻燃性樹脂組成物,與使用其的附有樹脂之銅箔、敷銅積層板及印刷配線板。
背景技術 隨著智慧型手機等資訊終端機的普及,出現了可高速處理的處理器及通信模組等,為了使於安裝有其等之電路基板流動的電信號高速化,現對於使高速傳送特性提升的多層基板等基板材料之要求已有提高。
多層基板可藉由以下方式製造:在核心基板的表面上,重疊在銅箔上塗布有B階段之硬化性樹脂而成的附有樹脂之銅箔,並使其硬化而形成多層化層,接著再蝕刻銅箔而形成電路,之後,藉由雷射加工而形成通孔,並進行鍍敷而使層間接續。於此,使硬化性樹脂硬化的手段,可利用對硬化性樹脂添加熱起始劑或光起始劑,並進行加熱或光照射的方法。
為了使基板的高速傳送特性提升,要求將介電常數及介電正切低的樹脂使用於基板所使用的附有樹脂之銅箔,作為該樹脂範例之氟樹脂、液晶聚合物等係已實用化。但,氟樹脂之密著性及可撓性差,液晶聚合物則是密著性及加工性差。因此,專利文獻1中有使用雙順丁烯二醯亞胺化合物之提案,但專利文獻1使用了雙順丁烯二醯亞胺化合物的基板會有容易燃燒的問題。
為了解決此問題,雖有考慮到在雙順丁烯二醯亞胺化合物中添加阻燃劑,但會產生因添加阻燃劑而使介電常數或介電正切上昇的問題,而使兼得阻燃性以及低介電常數及低介電正切成為了課題。
又,專利文獻1中所使用的雙順丁烯二醯亞胺化合物,其熔融黏度低,而會在壓製成型時有產生樹脂流動的問題。因此如專利文獻1般,揭示了在壓製前藉由進行紫外線照射來進行暫時硬化,而使其成為B階段狀態的技術。但,紫外線照射會依樹脂層之厚度產生偏向,而會有無法均勻地硬化雙順丁烯二醯亞胺樹脂的問題,或者是會產生添加於雙順丁烯二醯亞胺樹脂之阻燃劑、硬化劑、耐磨劑等遮蔽紫外線,而妨礙雙順丁烯二醯亞胺樹脂之硬化的問題。
先前技術文獻 專利文獻 [專利文獻1]日本專利特開2003-243836號公報
發明概要 發明欲解決之課題 本發明係有鑑於前述情事而完成者,目的在於提供可得到平衡性良好地兼具密著性、阻燃性、介電常數及介電正切全部的阻燃性樹脂之阻燃性樹脂組成物及該阻燃性樹脂,以及使用其之附有樹脂之銅箔、敷銅積層板及印刷配線板。
用以解決課題之手段 為了解決前述課題,本發明之阻燃性樹脂組成物可做成下述者:具有含有下述通式(I)所表示的雙順丁烯二醯亞胺化合物之樹脂成分、硬化劑、選自於由下述通式(II)所表示的環磷腈系阻燃劑、由下述通式(III)所表示的磷酸鹽系阻燃劑及下述通式(IV)所表示的磷酸鹽系阻燃劑之群組之至少1種所構成的磷系阻燃劑,以及氟樹脂填料,其中前述硬化劑之含量相對於前述樹脂成分100質量份為0.5~30質量份,且前述磷系阻燃劑之含量相對於前述樹脂成分100質量份為5~30質量份,並且前述氟樹脂填料之含量相對於前述樹脂成分100質量份為10~200質量份。
[化1]
但,式(I)中,X為脂肪族、脂環,或芳香族之烴基,且表示主鏈碳數為10~30之烴基,該等基團亦可具有雜原子、取代基或矽氧烷骨架;Y表示脂肪族、脂環,或芳香族之烴基,該等基團亦可具有雜原子、取代基、苯基醚骨架、磺醯基骨架或矽氧烷骨架;n表示1~20範圍內的數。
[化2]
但,式(II)中,X表示烷基、烷氧基、芳氧基、胺基、苯氧基中任一者。
[化3]
但,式(III)中,n為1~100,X1
表示氨或三衍生物,p表示滿足0<p≦n+2之數。
[化4]
但,式(IV)中,r為1~100,Y1
表示二胺,q表示滿足0<r≦n+2之數。
前述樹脂成分可做成進一步含有環氧樹脂者。
可令前述硬化劑為1種或2種以上選自於自由基起始劑、咪唑系硬化劑、偶氮系硬化劑及陽離子系硬化劑者。
又,可令阻燃性樹脂組成物為在80℃的複數黏度為5×103
Pa・s~5×105
Pa・s者。
前述阻燃性樹脂組成物可藉由硬化而做成阻燃性樹脂。
可藉由在銅箔表面的一部分或全部上具有前述阻燃性樹脂,而做成附有樹脂之銅箔。
可將前述阻燃性樹脂與銅箔積層而成者做成敷銅積層板。
又,可撓性印刷配線板可在其一部分上具有前述敷銅積層板。
發明效果 若依據與本發明有關的阻燃性樹脂組成物,可得到平衡性良好地兼具密著性、阻燃性、介電常數及介電正切全部的阻燃性樹脂。藉由介電常數及介電正切之減少,可使高速傳送特性進一步提升,而可提供能滿足逐年提高的高速處理要求之印刷配線板。
用以實施發明之形態 以下,將更為具體地說明本發明之實施形態。
與本實施形態有關的阻燃性樹脂組成物係含有以下而成:含有雙順丁烯二醯亞胺化合物之樹脂成分、硬化劑、磷系阻燃劑及氟樹脂填料。本發明所謂的「樹脂成分」係包含聚合物,此外亦包含硬化後會成為聚合物的單體或預聚物。本發明所使用的樹脂成分可如後述般除雙順丁烯二醯亞胺化合物之外含有環氧樹脂。藉由使該阻燃性樹脂組成物硬化,可得到本發明之阻燃性樹脂。
雙順丁烯二醯亞胺化合物係使用接下來的通式(I)所表示者。
[化5]
但,式(I)中,X表示脂肪族、脂環,或芳香族之烴基,且該等基團亦可具有雜原子、取代基,或矽氧烷骨架。X較佳為脂肪族或脂環烴,或者藉由脂環烴基修飾的脂肪族烴基,且更佳為碳數10~45之脂肪族烴基,且又更佳為碳數10~40。又,烴基X之主鏈碳數較佳為10~30,且更佳為10~20。
Y表示脂肪族、脂環,或芳香族之烴基,該等基團亦可具有雜原子、取代基、苯基醚骨架、磺醯基骨架,或矽氧烷骨架。Y較佳為芳香族烴基,且更佳為碳數5~30之芳香族烴基。
n係重複單元數,且表示1~20範圍內之數。若n在1以上,可得到介電特性優異的阻燃性樹脂組成物之硬化物(即阻燃性樹脂)。又,若n在20以下,可得到強度優異的阻燃性樹脂。雙順丁烯二醯亞胺化合物可單獨使用1種n為1~20者,亦可併用2種以上,但更佳為n為1~10之混合物。
前述雙順丁烯二醯亞胺化合物之製造方法並未特別限定,可藉由例如使酸酐及二胺進行縮合反應後,脫水而進行環化(醯亞胺化)之眾所皆知的方法來製造。
於此製造時可使用的酸酐之範例,可列舉:聚丁二烯-接枝-順丁烯二酸酐;聚乙烯-接枝-順丁烯二酸酐;聚乙烯-順丁烯二酸酐交替共聚物;聚順丁烯二酸酐-1-十八烯交替共聚物;聚丙烯-接枝-順丁烯二酸酐;聚(苯乙烯-順丁烯二酸酐)共聚物;苯均四酸二酐;順丁烯二酸酐、無水琥珀酸;1,2,3,4-環丁烷四羧酸二酐;1,4,5,8-萘四羧酸二酐;3,4,9,10-苝四羧酸二酐;雙環(2.2.2)辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酐;二伸乙三胺五醋酸二酐;乙二胺四醋酸二酐;3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸二酐;3,3’,4,4’-聯苯四羧酸二酐;4,4’-氧基二鄰苯二甲酸酐;3,3’,4,4’-二苯基碸四羧酸二酐;2,2’-雙(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐;4,4’-雙酚A二鄰苯二甲酸酐;5-(2,5-二氧基四氫)-3-甲基-3-環己烯-1,2-二羧酸酐;乙二醇雙(偏苯三甲酸酐);氫醌二鄰苯二甲酸酐;烯丙基降烯二酸酐(allyl nadic anhydride);2-辛烯-1-基琥珀酸酐;鄰苯二甲酸酐;1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐;3,4,5,6-四氫鄰苯二甲酸酐;1,8-萘二甲酸酐;戊二酸酐;十二烯基琥珀酸酐;十六烯基琥珀酸酐;六氫鄰苯二甲酸酐;甲基六氫鄰苯二甲酸酐;十四烯基琥珀酸酐等。
又,於該製造可使用的二胺之範例可列舉:1,10-二胺基癸烷;1,12-二胺基十二烷;二聚體二胺;1,2-二胺基-2-甲基丙烷;1,2-二胺基環己烷;1,2-二胺基丙烷;1,3-二胺基丙烷;1,4-二胺基丁烷;1,5-二胺基戊烷;1,7-二胺基庚烷;1,8-二胺基烷;1,8-二胺基辛烷;1,9-二胺基壬烷;3,3’-二胺基-N-甲基二丙基胺;二胺基順丁烯二腈;1,3-二胺基戊烷;9,10-二胺基菲;4,4’-二胺基八氟聯苯;3,5-二胺基苯甲酸;3,7-二胺基-2-甲氧基茀;4,4’-二胺基二苯甲酮;3,4-二胺基二苯甲酮;3,4-二胺基甲苯;2,6-二胺基蒽醌;2,6-二胺基甲苯;2,3-二胺基甲苯;1,8-二胺基萘;2,4-二胺基甲苯;2,5-二胺基甲苯;1,4-二胺基蒽醌;1,5-二胺基蒽醌;1,5-二胺基萘;1,2-二胺基蒽醌;2,4-異丙苯二胺;1,3-雙胺基甲基苯;1,3-雙胺基甲基環己烷;2-氯-1,4-二胺基苯;1,4-二胺基-2,5-二氯苯;1,4-二胺基-2,5-二甲基苯;4,4’-二胺基-2,2’-雙三氟甲基聯苯;雙(胺基-3-氯苯基)乙烷;雙(4-胺基-3,5-二甲基苯基)甲烷;雙(4-胺基-3,5-二乙基苯基)甲烷;雙(4-胺基-3-乙基二胺基茀;二胺基苯甲酸;2,3-二胺基萘;2,3-二胺基酚;-5-甲基苯基)甲烷;雙(4-胺基-3-甲基苯基)甲烷;雙(4-胺基-3-乙基苯基)甲烷;4,4’-二胺基苯基碸;3,3’-二胺基苯基碸;2,2-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)碸;2,2-雙(4-(3-胺基苯氧基)苯基) 碸;4,4’-氧基二苯胺;4,4’-二胺基二苯硫醚;3,4’-氧基二苯胺;2,2-雙(4-(4-胺基苯氧基)苯基)丙烷;1,3-雙(4-胺基苯氧基)苯;4,4’-雙(4-胺基苯氧基)聯苯;4,4’-二胺基-3,3’-二羥基聯苯;4,4’-二胺基-3,3’-二甲基聯苯;4,4’-二胺基-3,3’-二甲氧基聯苯;雙苯胺M(Bisaniline M);雙苯胺P(Bisaniline P);9,9-雙(4-胺基苯基)茀;鄰聯甲苯胺碸;亞甲基雙(鄰胺苯甲酸);1,3-雙(4-胺基苯氧基)-2,2-二甲基丙烷;1,3-雙(4-胺基苯氧基)丙烷;1,4-雙(4-胺基苯氧基)丁烷;1,5-雙(4-胺基苯氧基)丁烷;2,3,5,6-四甲基-1,4-苯二胺;3,3’,5,5’-四甲基聯苯胺;4,4’-二胺基苯甲醯苯胺;2,2-雙(4-胺基苯基)六氟丙烷;聚氧基伸烷基二胺類(例如,Huntsman之Jeffamine D-230、D400、D-2000及D-4000);1,3-環己烷雙(甲基胺);間伸苯二甲基二胺;對伸苯二甲基二胺;雙(4-胺基-3-甲基環己基)甲烷;1,2-雙(2-胺基乙氧基)乙烷;3(4),8(9)-雙(胺基甲基)三環(5.2.1.02,6
)癸烷、1,2-雙(胺基辛基)-3-辛基-4-己基-環己烷等。其等之中,從可得到呈現優異的介電特性、強度之阻燃性樹脂的觀點來看,以烷基鏈的主鏈碳數為10~30之二胺為佳,且以烷基鏈的主鏈碳數為10~20之二胺更佳。
前述雙順丁烯二醯亞胺化合物可使用市售的化合物,例如,可適合地使用DESIGNER MOLECURES Inc.製的BMI-3000(由二聚體二胺、苯均四酸二酐及順丁烯二酸酐合成)、BMI-1500、BMI-2550、BMI-1400、BMI-2310、BMI-3005等。
前述之中可適合地使用的雙順丁烯二醯亞胺化合物DESIGNER MOLECURES Inc.製之BMI-3000的雙順丁烯二醯亞胺化合物之結構式係如接下來所表示。
[化6]
為了對前述阻燃性樹脂組成物提升密著性,可在不會對介電常數或介電正產生不良影響的範圍內摻合環氧樹脂。
環氧樹脂只要是在分子內含有環氧基者即可,雖無特別限定,但具體例可列舉:雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、環氧丙基胺系環氧樹脂、環氧丙基醚系環氧樹脂、環氧丙基酯系環氧樹脂等。其等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
在使用環氧樹脂時,環氧樹脂之含量(當併用2種以上時為合計量)雖無特別限定,但較佳在樹脂成分100質量份中為1~25質量份,更佳為2~20質量份,又更佳為2~15質量份。
硬化劑雖無特別限定,但可單獨使用選自於自由基起始劑、咪唑系硬化劑、偶氮系硬化劑及陽離子系硬化劑中的1種,亦可併用2種以上。
自由基系硬化劑(聚合起始劑)之範例可列舉:甲基乙基酮過氧化物、環己酮過氧化物、甲基環己酮過氧化物、甲基乙醯乙酸酯過氧化物、乙醯基乙酸酯過氧化物、1,1-雙(第三己基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷、1,1-雙(第三己基過氧基)-環己烷、1,1-雙(第三丁基過氧基)-3,3,5-三甲基環己烷、1,1-雙(第三丁基過氧基)-2-甲基環己烷、1,1-雙(第三丁基過氧基)-環己烷、1,1-雙(第三丁基過氧基)環十二烷、1,1-雙(第三丁基過氧基)丁烷、2,2-雙(4,4-二-第三丁基過氧基環己基)丙烷、對烷過氧化氫、二異丙基苯過氧化氫、1,1,3,3-四甲基丁基過氧化氫、異丙苯過氧化氫、第三己基過氧化氫、第三丁基過氧化氫、α,α’-雙(第三丁基過氧基)二異丙基苯、二異丙苯基過氧化物、2,5-二甲基-2,5-雙(第三丁基過氧基)己烷、第三丁基異丙苯基過氧化物、二-第三丁基過氧化物、2,5-二甲基-2,5-雙(第三丁基過氧基)己炔-3、異丁醯基過氧化物、3,5,5-三甲基己醯基過氧化物、辛醯基過氧化物、月桂醯基過氧化物、硬脂醯基過氧化物、琥珀酸過氧化物、間甲苯甲醯基苯甲醯基過氧化物、苯甲醯基過氧化物、二-正丙基過氧基二碳酸酯、二異丙基過氧基二碳酸酯、雙(4-第三丁基環己基)過氧基二碳酸酯、二-2-乙氧基乙基過氧基二碳酸酯、二-2-乙氧基己基過氧基二碳酸酯、二-3-甲氧基丁基過氧基二碳酸酯、二第二丁基過氧基二碳酸酯、二(3-甲基-3-甲氧基丁基)過氧基二碳酸酯、α,α’-雙(新癸醯基過氧基)二異丙基苯、異丙苯基過氧基新癸酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基過氧基新癸酸酯、1-環己基-1-甲基乙基過氧基新癸酸酯、第三己基過氧基新癸酸酯、第三丁基過氧基新癸酸酯、第三己基過氧基三甲乙酸酯、第三丁基過氧基三甲乙酸酯、1,1,3,3-四甲基丁基過氧基-2-乙基己酸酯、2,5-二甲基-2,5-雙(2-乙基己醯基過氧基)己酸酯、1-環己基-1-甲基乙基過氧基-2-乙基己酸酯、第三己基過氧基-2-乙基己酸酯、第三丁基過氧基-2-乙基己酸酯、第三己基過氧基異丙基單碳酸酯、第三丁基過氧基異丁酸酯、第三丁基過氧基順丁烯二酸酯、第三丁基過氧基-3,5,5-三甲基己酸酯、第三丁基過氧基月桂酸酯、第三丁基過氧基異丙基單碳酸酯、第三丁基過氧基-2-乙基己基單碳酸酯、第三丁基過氧基乙酸酯、第三丁基過氧基-間甲苯甲醯基苯甲酸酯、第三丁基過氧基苯甲酸酯、雙(第三丁基過氧基)間苯二甲酸酯、2,5-二甲基-2,5-雙(間甲苯甲醯基過氧基)己烷、第三己基過氧基苯甲酸酯、2,5-二甲基-2,5-雙(苯甲醯基過氧基)己烷、第三丁基過氧基烯丙基單碳酸酯、第三丁基三甲基矽基過氧化物、3,3’,4,4’-四(第三丁基過氧基羰基)二苯甲酮、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷等。
咪唑系硬化劑之範例可列舉:咪唑、2-十一基咪唑、2-十七基咪唑、2-乙基咪唑、2-苯基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一基咪唑、2-苯基咪唑、2,4-二胺基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三等。
偶氮系硬化劑之範例可列舉:2-苯基偶氮-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈、1-[(1-氰基-1-甲基乙基)偶氮]甲醯胺、1,1’-偶氮雙(環己烷-1-甲腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、2,2’-偶氮雙異丁腈、2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙脒)二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙(2-甲基-N-苯基丙脒)二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[N-(4-氯苯基)-2-甲基丙脒]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[N-(4-氫苯基)-2-甲基丙脒]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-甲基-N-(苯基甲基)丙脒]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-甲基-N-(2-丙烯基)丙脒]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[N-(2-羥基乙基)-2-甲基丙脒]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-(5-甲基-2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-(4,5,6,7-四氫-1H-1,3-二氮呯-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-(3,4,5,6-四氫嘧啶-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-(5-羥基-3,4,5,6-四氫嘧啶-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-[1-(2-羥基乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷]二鹽酸鹽、2,2’-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]、2,2’-偶氮雙[2-甲基-N-[1,1-雙(羥基甲基)-2-羥基乙基]丙醯胺]、2,2’-偶氮雙[2-甲基-N-[1,1-雙(羥基甲基)乙基]丙醯胺]、2,2’-偶氮雙[2-甲基-N-(2-羥基乙基)丙醯胺]、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙醯胺)、2,2’-偶氮雙(2,4,4-三甲基戊烷)、2,2’-偶氮雙(2-甲基丙烷)、二甲基-2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸鹽)、4,4’-偶氮雙(4-氰基戊酸)、2,2’-偶氮雙[2-(羥基甲基)丙腈]、1-((1-氰基-1-甲基乙基)偶氮基)甲醯胺(2-(胺甲醯基偶氮基)異丁腈)、2,2’-偶氮雙(2-甲基-N-(2-(1-羥基丁基))丙醯胺)等。
陽離子系硬化劑之範例可列舉:三氟化硼之胺鹽、P-甲氧基苯二重氮六氟磷酸鹽、二苯基錪六氟磷酸鹽、三苯基鋶、四-正丁基鏻四苯基硼酸鹽、四-正丁基鏻-o,o-二乙基二硫代磷酸鹽等所代表的鎓系化合物。
其等之中,較佳為偶氮系硬化劑,且更具體而言,較佳為2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮雙異丁腈、2,2’-偶氮雙(2-甲基丁腈)、1,1’-偶氮雙(環己烷-1-甲腈)、1-((1-氰基-1-甲基乙基)偶氮基)甲醯胺(2-(胺甲醯基偶氮基)異丁腈),且更佳為1,1’-偶氮雙(環己烷-1-甲腈)。
硬化劑之含量(當併用2種以上時為合計量)雖無特別限定,但較佳係相對於樹脂成分100質量份為0.5~30質量份,且更佳為1~20質量份,又更佳為1~15質量份。若在0.5質量份以上,可獲得為了得到密著性之充分的硬化,若在30質量份以下,可在無損作業性的範圍確保可使用時間(pot life)。
前述磷系阻燃劑可使用選自於由環磷腈系阻燃劑、磷酸鹽系阻燃劑所構成之群組之至少1種所構成的磷系阻燃劑。
環磷腈系阻燃劑可使用接下來的通式(II)所表示者。
[化7]
式(II)中,X表示烷基、烷氧基、芳氧基、胺基、苯氧基中任一者,其中又以苯氧基為佳。又,各X係分別獨立地被選擇。
前述環磷腈系阻燃劑之具體例雖未特別限定,但可舉丙氧基磷腈、苯氧基磷腈、胺基磷腈、氟烷基磷腈等。其中,以兼得阻燃性以及低介電常數及低介電正切之觀點來看,係以苯氧基磷腈為佳。如此的環磷腈系阻燃劑之範例可列舉:由大塚化學股份有限公司所販售的「SPB-100」等。環磷腈系阻燃劑可單獨使用1種前述化合物,亦可併用2種以上。
環磷腈系阻燃劑之含量(當併用2種以上時為合計量),從兼得阻燃性以及低介電常數之觀點來看,相對於樹脂成分100質量份,較佳為5~30質量份,且更佳為7~25質量份,又更佳為10~20質量份。
磷酸鹽系阻燃劑可使用:包含氨與多磷酸之鹽或三衍生物與多磷酸之鹽之磷酸鹽系阻燃劑A、包含二胺與多磷酸之鹽的磷酸鹽系阻燃劑B,可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
磷酸鹽系阻燃劑A中的多磷酸鹽可以接下來的式(III)表示。
[化8]
式(III)中,n為1~100,從與雙順丁烯二醯亞胺系樹脂之相溶性、阻燃性等觀點來看,較佳為1~30,更佳為1~10,且特佳為n=2。X1
表示氨或三衍生物,p表示滿足0<p≦n+2之數。
磷酸鹽系阻燃劑A中的三衍生物之具體例可列舉:三聚氰胺、乙醯胍胺、苯并胍胺、丙烯醯胍胺、2,4-二胺基-6-壬基-1,3,5-三、2,4-二胺基-6-羥基-1,3,5-三、2-胺基-4,6-二羥基-1,3,5-三、2,4-二胺基-6-甲氧基-1,3,5-三、2,4-二胺基-6-乙氧基-1,3,5-三、2,4-二胺基-6-丙氧基-1,3,5-三、2,4-二胺基-6-異丙氧基-1,3,5-三、2,4-二胺基-6-巰基-1,3,5-三、2-胺基-4,6-二巰基-1,3,5-三等。其等之中,從阻燃性的觀點來看,較佳為三聚氰胺。
磷酸鹽系阻燃劑B中的多磷酸鹽可以接下來的式(IV)表示。
[化9]
式(IV)中,r為1~100,從與雙順丁烯二醯亞胺系樹脂之相溶性、阻燃性等觀點來看,較佳為1~30,更佳為1~10,且特佳為r=2。Y1
表示二胺,q表示滿足0<r≦n+2之數。
磷酸鹽系阻燃劑B中的二胺可舉例如:N,N,N',N'-四甲基二胺基甲烷、乙二胺、N,N'-二甲基乙二胺、N,N'-二乙基乙二胺、N,N-二甲基乙二胺、N,N-二乙基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-二乙基乙二胺、四亞甲基二胺、1,2-丙烷二胺、1,3-丙烷二胺、四亞甲基二胺、五亞甲基二胺、六亞甲基二胺、1,7-二胺基庚烷、1,8-二胺基辛烷、1,9-二胺基壬烷、1,10-二胺基癸烷、哌、反式-2,5-二甲基哌、1,4-雙(2-胺基乙基)哌、1,4-雙(3-胺基丙基)哌等。其等之中,從阻燃性之觀點來看,較佳為哌。
前述磷酸鹽系阻燃劑之含量(當併用2種以上時為合計量)雖無特別限定,但較佳為相對於樹脂成分100質量份為5~30質量份,且更佳為10~30質量份,又更佳為10~25質量份。藉由在5質量份以上,可充分得到阻燃性,藉由在30質量份以下,可在不會嚴重損及密著性、體強度、剪切強度等物性、介電常數、介電正切的情況下,使阻燃性提升。
又,磷酸鹽系阻燃劑A與磷酸鹽系阻燃劑B之比率,從阻燃性的觀點來看,以質量比計,較佳為A/B=20/80~50/50,更佳為30/70~50/50,又更佳為35/65~45/55。
磷系阻燃劑之含量(環磷腈系阻燃劑及磷酸鹽系阻燃劑之合計量)雖無特別限定,但較佳為相對於樹脂成分100質量份為5~30質量份,且更佳為10~30質量份,又更佳為10~25質量份。藉由在5質量份以上,可充分得到阻燃性,藉由在30質量份以下,可在不會嚴重損及密著性、體強度、剪切強度等物性、介電常數、介電正切的情況下,使阻燃性提升。
氟樹脂填料雖無特別限定,但可列舉:全氟烷氧基氟樹脂、四氟化乙烯/六氟化丙烯共聚物、乙烯/四氟化乙烯共聚物、乙烯/氯三氟乙烯類共聚物。其等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
氟樹脂填料之含量(當併用2種以上時為合計量),從兼得阻燃性及密著性的觀點來看,相對於樹脂成分100質量份,較佳為10~200質量份,且更佳為20~200質量份。
氟樹脂填料之粒徑雖無特別限定,但較佳係平均粒徑為0.2μm~30μm。於此,在本說明書中平均粒徑係指藉由雷射繞射法來測量的中位直徑(D50)。
本發明之阻燃性樹脂組成物係藉由摻合規定量的前述各成分,並與因應需要而使用的溶劑一起充分混合而得到。
溶劑雖無特別限定,但有機溶劑可適宜地使用,其具體例可列舉:甲基乙基酮、甲苯、甲醇、四氫化萘等。該等溶劑可單獨使用1種,亦可摻合2種以上來使用。
溶劑之含量雖無特別限定,但相對於樹脂成分100質量份,較佳為20~200質量份,且更佳為30~150質量份,又更佳為30~100質量份。
再者,亦可在不偏離本發明目的的範圍內,對前述阻燃性樹脂組成物添加從以往至今同種阻燃性樹脂組成物有添加的添加劑。
前述阻燃性樹脂組成物在不含溶劑的狀態下於80℃的複數黏度雖無特別限定,但較佳為5×103
Pa・s~5×105
Pa・s,且更佳為1×104
Pa・s~5×105
Pa・s,又更佳為5×104
Pa・s~5×105
Pa・s。
若80℃下的複數黏度在5×103
Pa・s以上,即便不藉由紫外線來暫時硬化,壓製成型時仍會難以發生阻燃性樹脂組成物之流動,而易於成型。又,若80℃下的複數黏度在5×105
Pa・s以下,則阻燃性樹脂組成物之流動性係適度,而在多層基板成型時可填補圖案銅箔等之段差。當80℃下的複數黏度小於5×103
Pa・s時,亦可因應需要添加二氧化矽等添加劑,藉此調節黏度。
本發明之阻燃性樹脂組成物可在無損本發明效果的範圍,除了可含有前述環磷腈系阻燃劑或前述磷酸鹽系阻燃劑之外,可進一步含有阻燃劑,且雖未特別限定,但可適當地使用前述以外的磷系阻燃劑等。若為磷系阻燃劑,可在不會嚴重損及介電常數及介電正切情況下賦予阻燃性。
前述環磷腈系阻燃劑及磷酸鹽系阻燃劑以外的磷系阻燃劑雖無特別限定,但可使用磷酸酯、磷酸縮合酯、直鏈狀磷腈化合物等。其等可單獨使用1種,亦可併用2種以上。
磷酸酯可使用:三甲基磷酸酯、三乙基磷酸酯、三丁基磷酸酯、三-2-乙基己基磷酸酯、三丙氧乙基磷酸酯、三苯基磷酸酯、三甲苯酚基磷酸酯、三二甲苯基磷酸酯、甲苯酚基二苯基磷酸酯、二甲苯基二苯基磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯、參(2,6-二甲基苯基)磷酸酯、間苯二酚二苯基磷酸酯等。
磷酸縮合酯可使用多磷酸銨、多磷酸醯胺、紅磷、磷酸胍、二烷基羥基甲基膦酸酯等。
直鏈狀磷腈化合物可使用聚二苯基磷腈等聚芳基磷腈、聚二苯氧基磷腈等聚二芳氧基磷腈、聚二胺基磷腈、聚二氟烷基磷腈等。
前述阻燃性樹脂組成物可用於附有樹脂之銅箔。於此,本發明中附有樹脂之銅箔係指在銅箔上塗布有將成為基材的半硬化狀(所謂的B階段)的阻燃性樹脂組成物而成的複合材料。
又,本發明之阻燃性樹脂係前述阻燃性樹脂組成物之硬化物,可做成阻燃性樹脂與銅箔積層而成的敷銅積層板。於此,本發明中敷銅積層板係指,貼合複數片附有樹脂之銅箔並使其硬化之物。再者,亦包含已硬化的阻燃性樹脂,或是,在玻璃布等纖維基材中含浸前述阻燃性樹脂組成物並使其硬化之物上貼合銅箔而成之物。
又,可撓性印刷配線板係指,在使用敷銅積層板,在單面或雙面積層銅箔而成之物,且為具有柔軟性的絕緣體所構成的薄膜(聚醯亞胺等)與銅箔等導電性金屬貼合而成的基材上,形成有電氣電路的基板。
本發明之附有樹脂之銅箔之製造方法雖無特別限定,但可例如,藉由在經離型處理之聚對苯二甲酸乙二酯(PET)上,以使厚度成為均勻的方式塗布前述阻燃性樹脂組成物,並使溶劑乾燥而製作薄膜,並於其上貼上銅箔,並進行熱壓製而獲得。此時的壓製條件雖無特別限定,但希望是在80~130℃、面壓力5~20kg/cm2
的條件下一邊加熱5~10分鐘一邊進行第一階段的壓製後,於140~200℃且面壓力5~40kg/cm2
的條件下一邊加熱15~60分鐘一邊進行第二階段的壓製。
敷銅積層板之製造方法雖無特別限定,但可例如遵循習知方法,藉由積層複數片與本發明又關的附有樹脂之銅箔,一邊加熱一邊進行壓製而成型,來製作敷銅積層板。此時的壓製條件雖亦無特別限定,但較佳是在加熱溫度為160~200℃、面壓力為15~40kg/cm2
的條件下壓製30~120分鐘,且更佳是在加熱溫度為160~180℃、面壓力為20~30kg/cm2
的條件下壓製30~90分鐘。再者,亦可在附有樹脂之銅箔之間夾入氟樹脂基材、聚醯亞胺薄膜、纖維基材等的狀態下一邊加熱一邊進行壓製。藉由夾入氟樹脂基材、聚醯亞胺薄膜、纖維基材等,可提升敷銅積層體的強度。
可撓性印刷配線板之製造方法雖無特別限定,但可例如遵循習知方法,藉由在敷銅積層板上進行圖案蝕刻而形成電路,熱壓合覆蓋層,以得到可撓性印刷配線板。此時的壓製條件雖亦無特別限定,但較佳是在加熱溫度為160~200℃、面壓力為15~40kg/cm2
的條件下壓製30~120分鐘,且更佳是在加熱溫度為160~180℃、面壓力為20~30kg/cm2
的條件下壓製30~90分鐘。
所完成的可撓性印刷配線板可滿足訂定雙面敷銅狀態下燃燒性的UL規格之UL-VT04基準。
實施例 以下雖例示本發明之實施例,但本發明當不為以下實施例所限定。再者,以下中摻合比率等,只要是無特別提及即是基於質量基準。
遵循下述表1、2所示摻合,混合雙順丁烯二醯亞胺化合物、環氧樹脂、硬化劑、阻燃劑、二氧化矽及氟樹脂填料,而得到將積層於銅箔之阻燃性樹脂組成物。
表中所記載的化合物細節係如下所述。 ・雙順丁烯二醯亞胺化合物:「BMI-3000」(DESIGNER MOLECULES INC.製) ・環氧樹脂:「VG3101L,50質量%甲基乙基酮溶液」(股份有限公司Printec製) ・硬化劑1:自由基系硬化劑「二異丙苯基過氧化物」 ・硬化劑2:咪唑系硬化劑「2E4MZ(2-乙基-4-甲基咪唑)」(四國化成工業股份有限公司製) ・硬化劑3:陽離子系硬化劑「四正丁基鏻四苯基硼酸鹽」 ・硬化劑4:偶氮系硬化劑「1,1’-偶氮雙(環己烷-1-甲腈)」 ・阻燃劑1:環磷腈系阻燃劑「SPB-100」(大塚化學股份有限公司製) ・阻燃劑2:通式(III)所表示的磷酸鹽系阻燃劑A(n=2、X=三聚氰胺、p=1)與通式(IV)所表示的磷酸鹽系阻燃劑B(r=2、Y=哌、q=1)之混合物(A/B=15/20) ・阻燃劑3:三氧化銻「PATOX-SUF」(日本精鑛股份有限公司製) ・二氧化矽:「WG1000」(東洋化成股份有限公司製) ・氟樹脂填料:「KTL-500F」(喜多村股份有限公司製,平均粒徑:0.6μm)
對所得到的阻燃性樹脂組成物,評定複數黏度、介電常數、介電正切、剪切強度、樹脂組成物之流動、附有樹脂之銅箔之段差填補性及阻燃性。評定方法係如下所述。
關於複數黏度、剪切強度,係使用塗布器以厚度成為約25μm的方式將所得到的前述阻燃性樹脂組成物塗布在經離型處理的PET上,使溶劑乾燥(於40℃乾燥1分鐘,接著於50℃乾燥1分鐘,接著於80℃乾燥1分鐘),而製作由阻燃性樹脂組成物構成的薄膜,並進行測量及評定。
又,關於樹脂組成物之流動及附有樹脂之銅箔之段差填補性,係使用壓製機,在80℃及10分鐘、15kg/cm2
的面壓力下壓製所得到的由阻燃性樹脂組成物構成的薄膜,並使其暫時附著在經粗化處理的厚度100μm之PTFE(聚四氟乙烯類)的雙面上,接著於該等雙面上貼合厚度10μm之銅箔,再對該等雙面以170℃及60分鐘、30kg/cm2
的面壓力下進行正式壓製而使其硬化,藉此製作附有樹脂之銅箔,並進行測量及評定。壓製機係使用高溫真空壓製(北川精機股份有限公司製 KVHC-II型)。
・複數黏度:重疊30片前述由阻燃性樹脂組成物構成的薄膜,而做成測量樣品。於下述裝置及測量條件下測量複數黏度,求得80℃下的複數黏度。 裝置名:Anton Paar公司製 MCR302 (模組化緊湊流變儀,Modular Compact Rheometer) 振盪角:0.1% 頻率:1Hz 測量範圍:25~200℃ 昇溫速度:5℃/min
・介電常數、介電正切:使所得到的前述阻燃性樹脂組成物流入深度0.7mm、縱120mm、横70mm之模型之中,以金屬小板撫平表面後,於常溫靜置24小時而使溶劑乾燥。將所得到的樹脂片置入厚度0.5mm、縱110mm、横70mm的氟樹脂製之模型中,以氟樹脂片上下夾入,於180℃以10kg/cm2
的面壓力壓製60分鐘,藉此得到成型品。
於縱方向上將所得到的成形品裁剪成約2mm寬,而製作樣品。藉由空腔共振器擾動法,對3個樣品測量介電常數、介電正切,並求得平均値。網路分析器係使用Agilent Technologies公司製E8361A,空腔共振器則是使用關東電子應用開發股份有限公司製CP531(10GHz)。
介電常數之値較佳在2.5以下。介電正切之値較佳在0.004以下。
・剪切強度:將所得到的阻燃性樹脂組成物塗布於銅板上,以JIS K 6850為準,測量剪切強度。焊劑浸漬試驗係使試驗片浮動於260℃焊劑槽中30秒,並測量在室溫冷卻後的剪切強度。
剪切強度之値較佳在3MPa以上,且更佳在4MPa以上。
・樹脂組成物之流動:在製作前述附有樹脂之銅箔時的壓製當時,以光學顯微鏡(×80倍)觀察是否發生阻燃性樹脂組成物之流動,令未發生流動者為「○」,且將發生流動者評定為「×」。
・段差填補性:將以塗布器進行塗布於離型PET上並乾燥而得之前述樹脂薄膜,以170℃60分鐘、30kg/cm2
的面壓力下進行壓製至銅箔厚度18μm且製作有線與間隙100μm/100μm之圖案之可撓性印刷基板上。以光學顯微鏡(×80倍)觀察此樣品之截面,令段差有被組成物填充者為「○」,且將段差未被組成物填充者評定為「×」。
再者,針對使用附有樹脂之銅箔而成的雙面敷銅可撓性印刷配線板的阻燃性進行評定。
・阻燃性:以厚度均勻的方式將前述阻燃性樹脂組成物塗布至經離型處理的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)上,使阻燃性樹脂組成物乾燥硬化而製作由阻燃性樹脂組成物構成的薄膜,於80℃10分鐘、15kg/cm2
的面壓力下將該薄膜壓製至作為接合薄膜且表面經粗化的厚度100μm之ETFE(乙烯/四氟乙烯類共聚物)基材或厚度100μm之延伸多孔質PTFE的雙面上而暫時接著,再於其上更貼附銅箔,並於170℃60分鐘、30kg/cm2
的面壓力下進行壓製而正式硬化,藉此得到阻燃性樣品。接合薄膜,在為PTFE時使用厚度25μm者,而在為延伸多孔質PTFE時則係使用厚度50μm者。
針對所得到的阻燃性樣品,以UL規格之UL94-V0基準為準,評定阻燃性。
結果,在N=5的試驗中全部燃燒時間在10秒以內,令雙面敷銅可撓性印刷配線板滿足UL94-V0基準者為「○」,未滿足基準者則評定為「×」。
[表1]
[表2]
結果係如表1、2所示,實施例1~11任一者皆得到2.5以下的低介電常數、0.004以下的低介電正切,且剪切強度亦在4MPa以上,密著性優異。又,阻燃性係滿足UL94-V0基準。此外,任一實施例在80℃下的複數黏度皆在5×103
Pa・s~5×105
Pa・s的範圍內,因此段差填補性優異,而未發生樹脂組成物之流動。
另一方面,所規定的磷系阻燃劑之含量少於5質量份,且氟樹脂填料之含量亦少於10質量份的比較例1則無法得到充分的阻燃性。又,在80℃下的複數黏度低,而發生樹脂組成物之流動。
至於所規定的磷系阻燃劑之含量多於30質量份,且氟樹脂填料之含量亦多於200質量份的比較例2,則無法得到充分的剪切強度,密著性不佳。又,在80℃下的複數黏度高,段差填補性亦不佳。
阻燃劑並非所規定的磷系阻燃劑之比較例3則是介電常數、介電正切、阻燃性任一者皆不佳。
硬化劑之含量少於0.5質量份,且不含氟樹脂填料的比較例4則是介電常數、介電正切、剪切強度、阻燃性任一者皆不佳。又,在80℃下的複數黏度低,而發生樹脂組成物之流動。
硬化劑之含量多於30質量份之比較例5,其介電正切不佳。又,在80℃下的複數黏度高,段差填補性亦不佳。
氟樹脂填料之含量少於10質量份之比較例6無法得到充分的阻燃性。又,在80℃下的複數黏度低,而發生樹脂組成物之流動。
氟樹脂填料之含量多於200質量份之比較例7無法得到充分的剪切強度,且密著性亦不佳。又,在80℃下的複數黏度高,段差填補性不佳。
磷酸鹽系阻燃劑之含量少於5質量份,且氟樹脂填料之含量亦少於10質量份之比較例8則是無法得到充分的阻燃性。又,在80℃下的的複數黏度低,而發生樹脂組成物之流動。
磷酸鹽系阻燃劑之含量少於5質量份之比較例9無法得到充分的阻燃性。
Claims (8)
- 一種阻燃性樹脂組成物,其特徵在於含有: 樹脂成分,其含有下述通式(I)所表示的雙順丁烯二醯亞胺化合物; 硬化劑; 磷系阻燃劑,其係構成自至少1種選自於由下述通式(II)所表示的環磷腈系阻燃劑、下述通式(III)所表示的磷酸鹽系阻燃劑及下述通式(IV)所表示的磷酸鹽系阻燃劑所組成之群組;及 氟樹脂填料, 其中,相對於前述樹脂成分100質量份,前述硬化劑之含量為0.5~30質量份, 相對於前述樹脂成分100質量份,前述磷系阻燃劑之含量為5~30質量份, 相對於前述樹脂成分100質量份,前述氟樹脂填料之含量為10~200質量份, [化1]但,式(I)中,X為脂肪族、脂環,或芳香族之烴基,且表示主鏈碳數為10~30之烴基,該等基團亦可具有雜原子、取代基,或矽氧烷骨架;Y表示脂肪族、脂環,或芳香族之烴基,該等基團亦可具有雜原子、取代基、苯基醚骨架、磺醯基骨架或矽氧烷骨架;n表示1~20範圍內的數; [化2]但,式(II)中,X表示烷基、烷氧基、芳氧基、胺基、苯氧基中任一者; [化3]但,式(III)中,n為1~100;X1 表示氨或三衍生物;p表示滿足0<p≦n+2之數; [化4]但,式(IV)中,r為1~100;Y1 表示二胺;q表示滿足0<r≦n+2之數。
- 如請求項1之阻燃性樹脂組成物,其中前述樹脂成分進一步含有環氧樹脂。
- 如請求項1或2之阻燃性樹脂組成物,其中前述硬化劑係1種或2種以上選自於自由基起始劑、咪唑系硬化劑、偶氮系硬化劑及陽離子系硬化劑者。
- 如請求項1或2之阻燃性樹脂組成物,其在80℃的複數黏度為5×103 Pa・s~5×105 Pa・s。
- 一種阻燃性樹脂,係如請求項1至4中任一項之阻燃性樹脂組成物的硬化物。
- 一種附有樹脂之銅箔,其在銅箔表面的一部分或全部具有如請求項5之阻燃性樹脂。
- 一種敷銅積層板,係將如請求項6之阻燃性樹脂及銅箔積層而成。
- 一種可撓性印刷配線板,係於其一部分具有如請求項7之敷銅積層板。
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