TWI279418B - Poly(phenylene ether) resin composition, prepreg, and laminated sheet - Google Patents
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Description
1279418 案號 93101338 年 月 曰 禽 修正 ___ 五、發明說明(1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於耐熱性聚苯醚(以下稱PPE)樹脂組合 物’該組合物係作為印刷線路板(p r i n t e d w i r i n g boards)或相似物的絕緣材料,並利用該聚苯醚樹脂組合 物組成預浸潰片,而利用該預浸潰片組成層積片 (laminated sheets) 〇 【先前技術】 近來’電子裝置、較南密度電子包裝(higher density electronic packages)以及印刷線路板之較高密 度線路當中的半導體裝置(semiconductor devices)整合_ 技術以及接合與鑲嵌技術進步,同時,電子裝置也持續地 進展,特別是一些使用寬頻(broadband)之電子裝置的進 展驚人,例如:移動通信裝置(mobi le communi cat ion devices) ° 印刷線路板為該等電子裝置的組成,其發展係同時朝 向更高度的多層板以及更簡潔、精細的螺距線路(P i t c h wiring)。該印刷線路板有效地降低此處所用材料的介電 吊數’使付訊息傳輸速度增加至加速資訊處理所需的程 度,並且有效地使用具有較低介電耗散因數(dieiectric _ dissipation factor)(介電損耗特性(dieiectTic 1()ss)) 的材料,以減少傳輸損失(transmission 1〇ss)。 由於聚本酸樹脂具有有利的兩頻率特性(介電特性), 例如:介電常數、介電損耗特性以及相似特性,因此適合 作為使用寬頻之電子裝置的印刷線路板材料。然而,聚;
1279418 - 案號⑽_年 月 日 铬庀 霜 五、發明說明(2) 醚樹脂目前尚不具備夠高的耐熱性與尺寸穩定性 (dimensional stability)。此外,這些聚苯醚樹脂的缺 點是它們通常都具有高熔點,因此利用該等聚苯醚樹脂製 造一般多層印刷線路板的預浸潰片(prepregs),經常導致 預浸潰片溶態黏度(me 11 vi scos i ty )的增加,而引起加工 缺’例如·在製造多層片期間的空隙(v 0 i d s )與劃痕 (scratches),以及產生品質不穩定的多層片。 聚本驗樹脂組合物的目的在增進耐熱性與尺寸穩定 性’日本未審查專利公開案(japanese Unexami ned Patent Pub 1 i cat ion)第8-231847號揭露使用該等聚苯醚 掛脂組合物的預浸潰片,以及使用該等預浸潰片的層積 _ 片。它們分別是包含聚苯趨的聚苯醚樹脂組合物、三烯丙 基異氰脲酸酯(trial ly 1 isocyanurate)與無反應性溴化 化合物(nonreactive brominated compound);使用該等 聚苯醚樹脂組合物的預浸潰片;以及使用該等預浸潰片的 層積片。 然而,當使用日本未審查專利公開案第8-231 847號描 述的樹脂組合物時,由於聚苯醚本身具有高熔點,因此, 在一般熱壓(heat-pressing)溫度下,樹脂組合物的熔態 黏度太尚,而無法將内導電圖案層(internal c〇nductive|^ patterned 1 ayers)插入多層印刷線路板,因此難以產生 多層片。 另外,聚苯趟樹脂組合物包含具有較小分子量的聚苯 醚’因此在加工期間,熔態樹脂有較佳的流動性,並且在 一般熱壓溫度下,其加工性增加,而日本未審查專利公開
2014-6095-PFl(N2).ptc 第9頁 1279418
—---案號931013g8_年 月曰一修正 V 五、發明說明(3) " 案第20 0 2-26 5777號提出使用聚苯醚樹脂組合物的預浸潰 片以及使用該預浸潰片的層積片。該處所描述的聚苯醚樹 脂組合物能有效增進多層片的生產效率。 而美國專利第6, 352,782號揭露聚苯喊(ppEs),該聚 苯_的末端羥基被下式的基團覆蓋。即使在此處的實施例 中皆未明確地描述所用聚苯醚的分子量,一般而言,此處 的聚苯醚數均分子量最好小於1 0,0 0 0,特別是介於大約 300至5, 000之間(更好的情況是介於5〇〇至5, 〇〇〇之間)。
如上所述’為了增加熔態聚苯醚樹脂的流動性,以及 如此增加預浸潰片的生產效率,而有效地降低聚苯醚的分 子量。 然而’聚苯醚分子量的減少也伴隨產生之層積片的耐 熱性降低的問題。雖然增加交聯固化劑、三烯丙基異氰脲 酸醋(triallyl iS0Cyanurate)可能預防耐熱性的降低, 但也會伴隨具有極佳介電特性之聚苯醚的相對含量減少, 而難以產生較低介電常數的產物。另讲,利用以上日本未 審查專利公開案第2〇02-265777號描述之組合物製備層積鲁 片,當其與E玻璃布(E-glass cloth)結合時,該層積片具 有3.5至3 ·7(1百萬赫(MHz))的介電常數,而當其與NE玻璃 布結合時,該層積片具有3. 3至3. 5(1百萬赫(MHz))的介電 常數。
2014-6095-PFl(N2).ptc 第10頁 1279418 月 曰 一修正 -~—— 銮號931013狀 五、發明說明(4) 在此情況下需要具有更低介電常數 舲、 頻裝置中資訊處理量的劇烈增加。,以應付寬 【發明内容】 有鑑於此’本發明之目的在提一# 物,該变艾_撕鈿人1 種^本鱗樹脂組合 =該聚本醚知U日組合物產生使用低分量且 南度耐熱性的層積片,但仍保留有利的介2醚並具= 供使用相同聚苯醚樹脂組洽物的預 太总,以及" 性種層積片,該層積片同時具有極佳的 醚,:::決ΐ述的問題,本發明者經由分析各種聚苯· ^ :加強研九這些材料之結構與介電特性間的關係。因 t二二ί發現以特定基團修改聚苯峻的末端經基,可提高 t本醚與交聯固化劑之間反應的效率,而甚至當使用相對 地低分子量聚苯趟來增加熔化狀態的流動性時,也可能製 備具有極佳介電特性與較高玻璃轉移溫度(glass transition teinperature)的聚苯醚樹脂組合物,而不會 犧牲聚苯醚的固有特性。同時,使用該聚苯醚樹脂組合物 可產生品質極佳的預浸潰片以及層積片。 即根據本發明,該聚苯醚樹脂組合物是一種包含聚苯钃 醚與交聯固化劑的組合物,其中之聚苯醚以下式(1)表 示’而其數均分子量在丨,〇〇〇至7, 〇〇〇範圍内,並以(聚苯 驗)/(交聯固化劑)表示的質量比例為30/70至90/10。 第11頁 2014-6095-PFl(N2).ptc 1279418 ΜΨ, 93101.^« 五、發明說明(5)
[其中,X為芳基(aryl group) ; (γ\為聚苯醚分子團 (polyphenylene ether moiety);當Z 氧原子或硫原子 時,η為一整數;當2為對—伸苯基(p_phenyiene group)和間-對伸苯基(m_pheny 1 ene gr〇up)時,^ 為一整 數1 ; R1至R3分別為氫原子;以及q為整數1至4。] 【實施方式】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂,下文將舉出實施例作詳細說明。 根據本發明,”芳基"係指芳烴基(aromatic hydrocarbon group)。這些芳基包括··苯基(phenyl)、聯 苯基(biphenyl)、節滿基(indenyl)與萘基(naphthyl groups )等,而最好的芳基是苯基。另外,本發明中定義 的芳基也包括其各式芳基結合在一起的基團,該芳基係經 由以下基團結合,例如,經由氣結合在一起,例如:聯苯 鱗基(diphenylether group)或相似物;經由魏基 (carbonyl group)結合在一起,例如·二苯基酮基 (benzophenone group)或相似物;以及經由亞烴基 (alkylene group)結合在一起,例如·2,2-二苯丙烧基 (2,2-diphenylpropane group)成相似物。而這些芳基可
2014-6095-PFl(N2).ptc 第12頁 銮號 93101338 1279418 五、發明說明(6) 進一步地被一個或以上的取代基取代,例如:烷基(最好 疋石厌數1至6的院基,特別是曱基)、烯基、炔基、鹵原子 或其他常見的取代基。由於芳基係經由氧原子結合至聚苯 醚分子團,取代基的上限數目當視聚苯醚分子團的數目而 定。 該"聚苯醚分子團”由苯氧循環單位(phenyl〇xy recurring units)與苯基構成,因此也能由一般的取代基 取代。該聚苯醚分子團的包括如下式(〗〗)之化合物。
[其中’ R4至R7分別為氫原子、烷基、烯基、炔基或烯羰基 (alkenyl carbonyl group);而πι 為整數 isioo。] 其中,不飽和之含烴基團(例如:乙烯基(vinyl)、2一 丙烯基(2-propylene)(allyl)、甲基丙烯醯 (methacryloyl)、丙烯醯(ac:ryl〇yi)、2-丙快(2- propyne)(丙炔基(propargy 1)))或如聚苯醚分子團側鏈之 相似物的存在可進一步地提高交聯固化劑的作用與效率。 在此處應調整m,使得聚苯醚(I )的數均分子量落在 · 1,000至7, 00 0的範圍内。 該烧基係指飽和的煙基(hydrocarbon group),最 好是碳數1至10的烷基,更好的是碳數丨至^的烷基,以及 碳數1至4的烷基,而最好的是碳數1至2的烷基。該等烷基
2014-6095-PFl(N2).ptc 第13頁
案號93101泊R 1279418 修正 曰 五、發明說明(7) 的例子包括:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁 基、第二丁基;-butyl)、第三丁基(㈣一butyl)、戊基 與己基等。 該"烯基"係指在其結構中至少包含一碳—碳雙鍵的不 飽和烴基’其=最好是碳數2至1 〇的烯基,更好的是碳數2至 6的烯基,而最好的是碳數2至4的烯基。這些烯基的例子 包括··乙烯、卜丙埽、2_丙烯、異丙烯、丁烯、異丁烯、 戍烯與己烯等。 該"炔基”係指在其結構中至少包含一碳-碳三鍵的不 飽和烴基,其最好是碳數2至10的炔基,更好的是碳數2至 6的炔基,而最好的是碳數2至4的炔基。這些炔基的例子 包括:乙炔、1-丙炔、2 -丙炔、異丙炔、丁炔、異丁炔、 戊炔與己炔等。 、烯羰基(a 1 kenyl carb〇nyi gr0Up)”係以上述之烯基 取代的羰基,而其例子為丙烯醯(acryl〇y丨)或甲基丙烯醯 (methacryloy1) 〇 在^聚苯醚(I)中,n最好是一整數1至4 ;更好的是1或 2 ·;而ί好,1。另外,q最好是一整數1至3 ;更好的是1或 2 ,而隶好疋1雖然m可為一整數1至1〇〇,但應該根據所 需之聚苯醚(I)的數均分子量來調整m,而根據本發明,聚籲 苯醚(I)的數均分子量應該至少在1〇〇〇至7,〇〇〇之間。亦 即根據m值,特定聚苯醚(1)的分子量雖然可能小於丨,〇〇〇 或大於7, 000,但根據本發明,包含在聚苯醚樹脂組合物 當中的全部聚苯醚(1)數均分子量應介於1,00 0至7, 000之 如此,m不需為一特定的固定值,而可在某個範圍内 第14頁 2014-6095-PFl(N2).ptc 1279418 . _案號93101338 _年 月 日 修正___ 五、發明說明(8) 改變其值。 在下列聚苯醚(I )的部分結構中,Z最好是伸苯基 (phenylene group),而η為1(即苯甲基衍生物),或者z為 一氧原子,而η為2,更好的情況是Ζ為乙烯苯基 ethenyl benzyl)、总-乙烯苯基 G - ethenyl benzyl)或乙 烯氧乙基(ethenyloxyethyl group)。 R1
在末端具有這些基團的聚苯醚(I)由此與交聯固化劑_ 產生特別有利的交互作用,因此即使不添加大量的交聯固 化劑’也能產生低介電常數產物。尤其是在其末端同時具 有# -乙烯苯基G-etheny 1 benzy i )與总-乙烯苯基 ethenyl benzyl)的聚苯醚具備低熔點與軟化點,而那些 /、在其末‘具有背―乙烯苯基(p 一 ethenyi benzyl groups) ^聚苯醚則具備高熔點與軟化點。因此,經由調整背-乙烯 苯基G - ethenyl benzyl)與欲-乙婦苯基Q 一ethenyl benzyl groups)的比例,即可能任意地控制聚苯醚的熔點 與軟化點。 、 B聚苯鍵(1)的數均分子量介於1,000與7, 000之間。這鲁 是因為當使用分子量超過?,〇〇〇的聚苯醚時,會使聚苯醚 加工期間的流動性降低,使得多層加工 processing)更加困難。而當使用分子量小於1,的聚苯 鍵時,所產生的預浸潰片與層積片無法一直表現聚苯醚樹
1279418
案號 93101338 五、發明說明(9) 脂固有的有利介電特性與耐熱性。A 7 技社μ a知α 马了使聚苯醚樹脂表現 極佳的&動性、耐熱性與介電特性, 1,200以上與5,0 00以下,更好的是1[^〇1刀于里敢好疋 τ 又郊们疋i,5〇〇以上與4, 5 00以 下。 执入t外有較低分子量的聚苯醚⑴與交聯固化劑 摻合時,該聚苯醚(I)大大地改善二者的相容性 (compatibility)。亦即聚苯醚(1)的分 分的相容性愈好。此外,由於相分離(phase〜 成 separation),該較低分子量的聚苯醚防止黏度增加,抑 制低分子量交聯固化劑的揮發,如此可特別增進樹脂進入 内通孔(lnner via holes(IVH))的孔填充特性(h〇le_ fillmg property)。尤其是聚苯醚(1)對交聯固化劑的質 量摻t比例最好為30/70至90/10。即當聚苯醚(1)含量少 於質直30的情況下,層積片的製備會變得較難,而當聚苯 _( I )含量超過質量9 〇的情況下(交聯固化劑的含量少於質 量1 0 ),層積片的耐熱性可能降低。 之後將描述製備聚苯醚(I )的方法。 么今’聚苯醚係經由美國專利第4,〇 5 9,5 6 8號揭露的 方法製備’而其數均分子量(number averaged m〇lecular weight ’Μη) —般為13,〇〇〇至25,000。然而,聚苯醚的特 性是具有高樹脂熔點與熔態黏度,因此當該聚苯醚作為多 層印刷線路板的材料時,會產生加工缺陷的問題。所以, 聚苯喊分子量的減少可減少樹脂黏度以及增進加工性。 根據日本未審查專利公開案(Japanese Unexamined Patent Publ i cat ion)第 20 0 2-53 647 6 號(其内容在此併入
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第16頁 2014-6095-PFl(N2).ptc 1279418 案號 93101338 年 月 曰 修正 五、發明說明(10) 參考),低分子量聚苯醚可經由各種方法分離與獲得’但 通常都是以適當的反應劑並經由沉澱而分離與獲得。利用 The Journal of Organic Chemistry, 34, 297-303 ( 1 969)(其内容在此併入參考)所述的方法可降低聚苯謎的 分子量。此方法係利用紛(p h e η ο 1)類與聚苯醚反應’以降 低聚苯醚的分子量。在此反應中使用的酚類包括··酚、甲 齡(cresol)、甲苯紛(xylenol)、對苯二紛 (hydroquinone)、雙紛A(bisphenol A)、2,6-二甲基盼 (2,6-(1111161:1171011611〇1)、4,4’-二烴基二苯基醚(4,4’-dihydroxydi pheny 1 ether)或相似物,但最好使用具有二 個或以上官能度(f unctional ities)的紛類,以增進產物 固化後的耐熱性。此外,在反應的起始劑(ini tiat〇r)方 面’最好使用如下的氧化劑(oxidizer )··過氧化苯甲醯 (benzoylperoxide)、3,3’,5,5’-四甲基-1,4-二苯氧酉昆 (3,3,,5,5,-七6七『&11161;117卜1,4-(^0]1611〇又791^11〇116)、四氯 酉比(chloranil)、2,4,6 -三-三級-丁基苯氧基(2,4,6-tri- 亡411訂1{)11611〇5^1)、叔丁基過氧基異丙基碳酸鹽(^一 butylperoxyisopropyl monocarbonate)、偶氮二異丁亞 硝酸鹽(azobisisobutyronitrile),而如果有需要,也可 以添加金屬羧酸鹽(metal carb〇xylate salt),以促進反丨 應。另外,在反應之後會產生易揮發成分(例如: ^醇類)的化合物更適合作為起始劑,以達到抑介 數增加的目的。 η電承 低分子量聚苯醚的反應過程如下·•添,古 Η ㈣,。。。:以;)子= 2014-6095-PFl(N2).pt
第17頁 1279418 _Μ, 93101338 年月日 絛正 ' 五、發明說明(11) 起始劑至溶劑中,並加熱該混合物。可添加環烷酸鈷 (cobalt naphthenate)或相似物至該混合物中作為催化 劑。此處所用的溶劑並不特別限定於某些種類,只要該溶 劑可溶解這些成分至適當程度,並且不會干擾反應即可, 例如:芳煙溶劑(aromatic hydro carbon solvents)—苯 (benzene) ’曱苯(toluene)或相似物等。反應的溫度與時 間係根據所需之聚苯醚的數均分子量或相似條件而改變, 例如:在6 0 C至1 0 0 °C下持續3 0分鐘至6小時。這些反應條 件可經由初步的實驗確定。反應之後,在減壓的環境下去 除溶劑,則該低分子量聚苯醚可直接用於下列的反應過 程。另外,經i添加聚苯醚的不良漆劑(poor sol vent ) (例如··甲醇)至反應混合物中,析出所需的聚苯醚,則可 部分地純化該低分子量聚苯醚。 經由上述反應所獲得的聚苯醚具有適當之較低的分子 量,其產生較低分子量是由於反應期間聚合體基幹的裂解 所致,該聚苯醚包含衍生自酚類與羥基的芳基,而如下式 所示,酴類位於一端,經基位於另一端。在該分子式中, 每個酚類的聚苯醚分子團數目(即q)當視酚類當中使用的 羥基數目而定。亦即當酚類只具有 < 羥基時’ q為1,而當 使用多償酴為酚類時,Q變成2或超過2。 X—-Ο— q [其中,X、(Y)m與9的意義與以上所述相同。] 接著,根據下列的反應式,末端的羥基被覆蓋。
2014-6095-PFl(N2).ptc 第18頁 1279418 案號 93101338 年 月 日 修正 五、發明說明(12)
(I) [其中,X、(Y)m、Z、R1至R3、m、η與q的意義與以上所述相 同;而Hal代表氯或溴原子。] 在以上的反應中,當溶劑中含有鹼時,聚苯醚(經由 上述減低分子量反應得到)與鹵化的化合物(例如:氯甲基_ 苯乙烯(chi orom ethyl styrene)或相似物)反應,覆蓋末端 羥基。其中的鹼可為鹼金屬氫氧化物(alkali metal hydroxide),例如··氳氧化鈉或相似物。在該例子當中, 將驗(例如··氳氧化鈉水溶液)加入含有低分子量聚苯醚與 溶劑(甲苯或相似物)的溶液中,同時,可額外添加第四銨 鹽(quaternary ammonium sal t)(例如:四正丁基漠化敍 (tetrai -butylammonium bromide))為相轉移催化劑 (phase transfer catalyst),以促進反應。該反應溫度 與時間主要根據使用的化合物種類而改變,例如,在室溫 至100 °C下持續30分鐘至10小時。在反應之後,加入所要響 產物的不良溶劑(例如··水、低醇(甲醇或相似物)),則可 將該產物析出’而得到所要的產物;過濾;以相同溶劑沖 洗;以及將其乾燥。 如此便得到本發明的聚苯醚,由於該聚苯醚具有較低
2014-6095-PFl(N2).ptc 1279418 · - --案號 931013狀__年月日_修正_____ 五、發明說明(13) 的分子量,因此提供流動性極佳的聚苯醚樹脂組合物。另 外,由於該聚苯醚可輕易地以相對上少量的交聯固化劑固 化’因此根據本發明使用一定量的聚苯醚量能夠增進產生 之聚苯醚樹脂组合物的介電特性,並且保留聚苯醚固有的 特性’例如:耐熱性與相似特性。 在本發明中,添加至聚苯醚樹脂組合物的交聯固化劑 主要疋用來二維地(three dimensionally)交聯上述之本 發明的聚苯醚。而當甚至在聚苯醚樹脂中使用低分子量聚 苯醚來增加流動性時,該交聯固化劑也能保留聚苯醚樹脂 的财熱性或相似特性。本發明使用的交聯固化劑是那些特· 別能夠與聚苯醚產生極佳相容性的交聯固化劑,而其較佳 的例子包括··多功能的乙烯(vinyl)化合物,例如:二乙 婦苯(d i viny lbenzene)、二乙烯蔡 (d i v i ny 1 naphtha 1 ene )、二乙烯聯苯(d i v i ny 1 b ipheny 1 ) 或相似物,在盼與乙烯氯甲苯(vinylbenzylchloride)之 反應中製得的乙稀二卞醚(vinylbenzylether);在苯乙烯 單體(styrene monomer)、酚與氯化稀丙基 (3 1171(:111〇1^(16)之反應中製得的烯丙醚(&117161:1161«)化 合物;以及異三聚氰酸三烯酯 (trialkenylisocyanurates)。尤其是異三聚氰酸三烯醋钃^ 具有極佳的相容性’因此是適合的交聯固化劑,而在這些 交聯固化劑中,最好的是三烯丙基異氰脲酸酯 (triallylisocyanurate,簡稱TAIC)與三烯丙基氰脲酸酿 (trial lylcyanurate,簡稱TAC)。這是因為這兩種交聯固 化劑使層藉片具有較低的介雷當播w »搞社μ # & a
1279418 身 _— 案號93101338 _年月日 修正__ 五、發明說明(14) 罪度。另外,(甲基)丙烯酸g旨化合物((meth)acrylate comp〇und)(甲基丙烯酸醋化合物(methacrylate compound)或丙烯酸醋化合物(acryl a tecompound))也適 合作為本發明的交聯固化劑。尤其是最好使用質量佔聚苯 醚樹脂組合物總質量3_20%的3-至5-官能團(甲基)丙烯酸 酯化合物。三羥曱基丙烷三曱基丙烯酸酯 (trimethylolpropane trimethacrylate,TMPT)或相似物 可作為3-至5-官能團甲基丙烯酸酯化合物,而三羥甲基丙 烧二丙烯酸酯(trimethylolpropane triacrylate)或相似 物可作為3-至5-官能團丙烯酸酯化合物。添加這些交聯固 化劑進一步地增加最後所得層積片的耐熱性。 · 雖然可使用具有少於或多於3至5官能團的(甲基)丙烯 酸酯化合物,但使用3-至5-官能團(甲基)丙烯酸酯化合物 可增加產生之層積片的耐熱性至較大程度。甚至當使用3-至5-官能團(甲基)丙烯酸酯化合物時,若該化合物的使用 量少於聚苯醚樹脂組合物總質量的3 %,則最後可能無法提 供具有足夠耐熱性的層積片,而當使用超過總質量2〇%的 化合物時,則可能降低最後所得層積片的介電特性與耐濕 度性。 聚苯驗對交聯固化劑的質量(m a s s p a r t)掺合比例最塌| 好為30/70至90/10。在聚苯醚少於質量3 0%的情況下,層 積片的較易損壞,而當聚苯醚的含量超過質量90%,則可 能會降低層積片的耐熱性。即為了防止由於相容性(該相 容性係根據聚苯醚分子量與聚苯醚對交聯固化劑(例如·· 二婦丙基異氰脲酸酯(triallylisocyanurate))之摻合比
2014-6095-PFl(N2).ptc 第21頁 1279418 . --1 號 93101咖_年 月 日 修正 ____ 五、發明說明(15) 例而定)而產生樹脂進入内通孔(IVH)之孔填充特性減少的 現象’聚苯醚對交聯固化劑的摻合比例可由本發明所述的 比例而確定。另外,聚苯醚對交聯固化劑的摻合比例落在 此特定的範圍内,可增進聚苯醚樹脂組合物的流動性與相 容性,同時可增進所得聚苯醚樹脂的介電将性。聚苯醚對 交聯固化劑的摻合比例最好為5〇/5〇至9〇/1〇,更好的比例 是 6 0 / 4 0 至 9 0 /1 〇 〇 另外’根據本發明,併用上述的聚苯醚以及在聚苯醚 樹脂組合物中具有數均分子量9, 〇〇〇至18, 〇〇〇的未改質聚 苯醚’可進一步地增進與本發明相關之聚苯醚樹脂組合物 的流動性控制與耐熱性,同時也抑制添加成分(例如··組_丨 合物中的填料與相似物)的析出。順便一提的是該未改質 聚苯醚係分子中不具不飽和碳-碳基團的聚苯醚,而在聚 苯醚與交聯固化劑總質量中,其摻合量最好佔3%至70%。 再者’為了增進耐熱性、黏合特性與尺寸穩定性,除 了該聚苯醚外,若有需要可至少選用一種以下的相容劑 (compat ibi 1 izer),包括:苯乙烯丁二烯嵌段共聚物 (styrene-butadiene bl ock copolymer)、苯乙烯異戊二 稀欲段共聚物(styrene-isoprene block copolymer)、 1,2 -聚丁二埽(1,2-poly butadiene)、1,4 -聚丁二烯(1,4〜_[ polybutadiene)、順丁 烯二酸改質聚 丁二烯(ma iei c acid-modified polybutadiene)、丙烯酸改質聚丁二烯 (acrylic acid - modified polybutadi ene)以及環氧改質 聚 丁二稀(epoxy-modified polybutadiene)。 根據本發明,如果有需要,則聚苯醚樹脂組合物可進
2014-6095-PFl(N2).ptc 第 22 頁 1279418 案號 93101338 五、發明說明(16) 一步地包含無機與有機填料(f ii ler)。無機填料可用以抑 制熱服係數(thermal expansion coeff icient)以及增進 由本發明之聚苯醚樹脂組合物製得之層積片的韌性。無機 填料的種類並無特別限定,其例子包括:金屬氧化物,亞 硝酸鹽(nitrites)、矽化物(Siiicides),硼化物 (borides),或相似物一例如:矽石、氮化硼(boron nitride)、石夕灰石(wollastonite)、滑石(talc)、高嶺土 (kaolin)、黏土、雲母(mica)、铭土(alumina)以及錯氧 (zirconia),例如:氧化鈦(titania)。根據本發明,聚 苯醚樹脂組合物能夠有效地降低介電常數,因此最好使用 低介電常數填料為無機填料,例如··矽石與氮化硼。 _ 另一方面,有機填料主要是用以降低由本發明之聚苯 醚樹脂組合物製得之層積片的介電常數。有機填料的特別 例子包括:氟基(fluorine-based)、聚苯乙婦基 (polystyrene-based)、二乙烯苯基(divinylbenzene-based)、聚醯亞胺基(polyimide-based)填料或相似物, 而這些填料可單獨或結合使用。氟基填料(由含氟化合物 製備的填料)的例子包括:聚四氟乙烯 (polytetrafluoroethylene,簡稱PTFE)、聚過 I 燒氧基 樹脂(polyperfluoroalkoxy resins)、聚氟化乙稀-丙烯· 樹脂(po 1 yethy 1 enef 1 uoride-propy 1 ene resins)、聚四 氟乙烯-聚乙婦共聚物(p〇 1 y te trail uo roe thy lene-polyethylene copolymers)、聚偏二氟乙烯 (polyvinylidene fluoride)、聚三氯氟乙烯 (polychlorotrifluoroethylene resins)或相似物。這些
2014-6095-PFl(N2).ptc 第 23 頁 1279418
無機與有機填料可單獨或結合使用。 上述的填料應研磨成較小顆粒,而達到增進絕緣特性 與y靠度的目的,以符合現今產品更加輕、薄、短、小以 ,兩密度裝置(mounting)的趨勢。具體而言,該填料最好 是平均直徑不超過10微米(em)的微粒。該填料能製造具 ,極佳均勻度與可靠性的層積片。”平均直徑"不需經過確 但可經由有關填料的小冊子而決定。目前大部分可獲 得的填料為具有平均直徑〇 〇5微米或以上的微粒,因此填 料之基本平均直徑下限值為〇· 〇5微米。 、 ”根據本發明,聚苯醚樹脂組合物使用的無機與有機填 料可為中空或多孔的顆粒,或由含氟化合物製成的顆粒, 其目的在進一步地降低產物的介電常數。這是因為這些填 料使得層積片產生極佳的介電常數。、 在無機中空顆粒的例子中,其燒結(sintering)溫度 很重要,最好為60 0 °C或以上。當經由溶膠凝膠法(s〇1 一 gel method)或相似方法製備該中空顆粒時,該中空顆粒 可降低介電特性,而由於其上殘留的矽烷醇*(sil^n〇i' group),該中空顆粒可提高介電耗散因數(dielectric dissipation factor),同時,該中空顆粒也可大大地降 低寬頻特性。 ( 在有機填料的例子中,使用日本未審查專利公開案第 20 0 2-8 05 03號(其内容於此併入參考)揭露的中空聚合^細 小粉末。該中空顆粒的外殼由低介電常數材料^成:例〆 如:二乙烯苯(divinylbenzene)或二乙稀聯苯
1279418 · __案號93101338_年 月 _曰_ 修正 ___ 五、發明說明(18) 積片。 根據本發明,如果有需要’聚苯驗樹脂組合物可進一 步地包含阻燃劑(f lame ret ardant),其目的在增加層積 片的抗水性,耐濕度性,耐熱性與防潮性,以及玻璃轉移 點(glass transition point) 〇在該例子中,其清漆 (v a r n i s h )由包含聚苯鍵的聚苯鍵樹脂組合物、交聯固化 劑與阻燃劑構成;而溶劑(有機溶劑)與上述的阻燃劑最好 是溴化合物,而該溴化合物不與聚苯峻以及交聯固化劑反 應,並且不溶解於用於清漆的溶劑中,而是分散於其中。 即當該阻燃劑為具有不飽和鍵的反應阻燃劑或可溶解於上 述的溶劑時,該阻燃劑併入製備基質樹脂(matrix add· 的反應系統’結果降低使用此樹脂組合物之預浸潰片以及 使用該預次〉貝片之層積片的抗水性、耐濕度性、耐熱性、 防潮性以及玻璃轉移點(T g )。因此,當該阻燃劑是一種不 與聚苯醚以及交聯固化劑反應的阻燃劑,並且不溶解於溶 劑而是分散其中時,該阻燃劑在樹脂中似乎仍為填料,能 增進產物的抗水性、耐濕度性、耐熱性、防潮性以及玻^ 轉移點。另外,溴化有機化合物的真實比重(specific gravity)最好在2· 〇至3· 5範圍内,當阻燃劑(溴化有機化 合物)的真實比重小於2· 〇時,該阻燃劑難以分散,而當比一 重大於3· 5時’該阻燃劑在聚苯厕樹脂組合物的清漆中有 沉澱的傾向,因而需要連續攪拌,使該清漆均以合 降低操作效率。 所 9 在該溴化有機化合物中,最好使用芳香必
修正 1279418 , MM 931 m^s 五、發明說明(19) ethane)、4, 4-二漠聯苯(4, 4-dibromobiphenyl) v 乙烯聯 四廣醢亞胺(ethylene bistetrabromophthalimide)或相 似物。該溴化有機化合物中的溴含量最好佔樹脂組合物總 質量的8-20V。當溴含量少於樹脂組合物總質量的8%時, 層積片阻燃劑衰退,而無法使滯焰性(f lame resistance) 維持在美國保險業實驗所標準94V-0(UL Standard 94V-0) 的程度,而當溴含量超過總質量的2〇%時,層積片的耐熱 性衰退,因此當加熱於層積片時,會更容易釋出溴(Br)。 另外,根據本發明,聚苯醚樹脂組合物可進一步地包 含反應起始劑(r e a c t i 〇 n i n i t i a t or ),以增加交聯固化劑 的效果。雖然在高溫下聚苯醚)與交聯固仡劑的單獨存· 在可促進固化,但由於加工過程中有時難以一直維持高溫 至固化完成,所以最好添加反應起始劑。該”反應起始 劑"並無特別限制,只要能在適當溫度與適當期間内促進 聚苯醚樹脂組合物的固化,以及增加其特性,例如··耐熱 性或聚苯醚樹脂的湘似特性;而其例子為氧化劑,例如: α,仏’ -雙(過氧化叔丁基-对-異丙基)苯(〇;,a,—bis(f 一 buty 1 peroxy-『isopropyl )benzene)、2, 5-二甲基-2, 5- 二(過氧化叔丁基)-3-己炔(2, 5-dimethy 卜2, 5-diG - butyl peroxy) - 3-hexyne)、過氧化苯甲醯(benz〇ylper〇xide) 3, 3’,5, 5,-四甲基-1, 4-二苯氧醌(3, 3,,5, 5, _ 七61:『311161;1171-1,4-(1土011611(^791^11〇116)、四氯醌 (chloranil)、2,4,6-三苯氧叔 丁基(2,4,6 - tri-- butylphenoxyl)、‘叔丁基過氧基異丙基碳酸鹽(一 butylperoxyisopropyl monocarbonate)、偶氮二異
案號93101沿只 1279418 修正 五、發明說明(20) 硝酸鹽(azobisisobutyronitrile)。而如果有需要,可進 一步地添加金屬羧酸鹽(metal carb〇xyiate sait),以促 進固化反應。在這些氧化劑當中,αα,—雙(過氧化叔丁 基-Λ7 -異丙基)苯特別適合作為反應起始劑。這是因為該化 曰物相對上具有高反應起始溫度,因此,當不需要固化時 (例如:在預浸潰片乾燥期間),便不會起始固化反應,並 且不會減少聚苯醚樹脂組合物的貯存穩定性;具有低揮發 性’因此在預浸潰片乾燥與貯存期間,可預防其揮發;並 且因此具有極隹的穩定性。 如以上所述,根據本發明,聚苯醚樹脂組合物需要聚1 苯醚(I)與一交聯固化劑為基本成分;最好包含一個或以< 上選自以下集體的成分’該集體包括:未改質的聚苯鍵、 填料、阻燃劑以及反應起始劑;並且進一步地包含一般添 加劑,該添加劑係添加至聚苯醚樹脂組合物以製備電子裝 置(特別是印刷線路板)。 根據本發明,聚苯醚樹脂組合物首先被製成清漆,而 如果有需要,則將聚苯醚、交聯固化劑與其他添加化合物 加入有機溶劑中,然後將清漆注入基底(substrates)產生 預浸潰片。該有機溶劑並未藉別限定,只要其不溶解上述 的溴化有機化合物,但溶解樹脂成分,並且不減弱反應即( 可;而適當的溶劑包括··酮類(ketones) —例如:甲基乙 基酮(me thy 1 ethyl ketone)或相似物,驗類一例如:二丁 醚(d i b u t y 1 e t h e r )或相似物,S旨類(e s t e r s)—例如:乙酸 乙酯(ethyl acetate)或相似物,酼胺類(amides)—二曱 基甲醢胺(dimethylformamide)或相似物’芳烴類一例
2014-6095-PFl(N2).ptc 第27頁 1279418 案號 93101338 年 月 η 修正 五、發明說明(21) 如:苯、甲苯、二甲苯或祖似物,以及氯烴類 (chlorinated hydrocarbons)—例如:三氯乙稀 (trichloroethylene)或相似物;而每種溶劑可單獨或合 併使用。根據清漆注入基底的過程,可適當地改變清漆中 的樹脂固體物質濃度,並且其適當的含量為總質量的40至 9 0% 〇 預浸潰片的製備過程如下:如以上所述,將清漆注入 基底,然後,加熱乾燥基底以去除有機溶劑,並部分地固 化基底中的樹脂。基底的材料可為任何梭織物(w 〇 v e n fabrics)或非梭織物(unwoven fabrics)(莫由已知的有機· 或玻璃纖維製成)’但最好是NE型玻璃布,使用NE型玻璃 布可提供預浸潰片與層積片較低的介電常數以及介電耗散 因數,並提供較佳的高頻率特性。此處的"NE型玻璃布"是 一種具有低介電常數的玻璃布。也就是由NE玻璃製成並且 其介電常數(e·· 4.4)低於一般E玻璃(ε: 6.5)的玻璃布 稱為"ΝΕ型玻璃布"。"ΝΕ"表示"新ε型玻璃(New E-type glass)" ° ,入上述基底之清漆量最好使預浸潰片當中的樹脂固 體質s佔總質量的35%或更多。基底的介電常數通常高於 ,脂,因此為了降低由這些預浸潰片製備之層積片的介電彆 节數’預浸潰片當中的樹脂成分含量最好高於上述的質量 含量。例如,由E玻璃布(基底)製得並且包含37%質量含量 或以上之樹脂的預浸潰片可具備3· 5或更低的介電常數, 而那些由NE玻璃布製得並且包含45%質量含量或以上之樹
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案號9310〗沿R 年月 日 修正 五、發明說明(22) 底(被清漆注入)加熱的條件可為:在8 〇。〇至丨5 〇 下持續1 至1 0分鐘,但不限於此條件。 在本發明中,利用上述的預浸潰片可製造層積片。更 真體地來說’在其一侧具有金屬箱(m e t a 1 f 〇 i 1 )或在兩面 具有兩金屬猪之多層與整合層積片的製備過程如下:根據 本發明’堆疊一片或多片預浸潰片;在一侧或兩側安裝金 屬箔,例如:鋼箔或相似物;並熱壓產生的叠層 (stack)。在該層積片表面的金屬箔上蝕刻,以形成線路 圖案(wiring pattern)提供的印刷線路板。另外,多層印 刷線路板的製備過程如下:使用此印刷線路板為内層印刷· 線路板;對其上的金屬箱提供表面處理;當插入一片本發_ ,的預π潰片至多片之間時,多片會堆疊;鋪放金屬箔於 疊層的最大面;以及熱壓所產生的全部疊層。熱壓條件可 根據原料(根據本發明該原料係用以製造聚苯醚樹脂組合 物)β的摻合比例而改變,並且未特別限定,但這些疊層的 ^壓條件最好在溫度17〇 t至23〇 t與壓力L 〇百萬巴斯卡 〇百萬巴斯卡(1〇公斤/平方公分至60公斤/平方 ^ ^範圍内持續一段適當的時間。以此方法獲得的層積 杓^flf1線路板具有極佳的高頻率(例如;介電特性或相 、,並且不犧牲聚苯醚的原有特性,而同時也增進_丨 口二性、抗水性、耐濕度性、防潮性、耐熱性以及玻璃轉 料卓r另外、’根據本發明,用來製備層積片的銅箔具有〇至2 上= 的表面粗糙度(surface roughness);在該表面 而
2014-6095-PFl(N2).ptc j树知層係以預浸潰片(表面與預浸潰片接觸)組成 II麵 第29頁 1279418 案號 93101338 主 月 曰 修正 五、發明說明(23) 該預浸潰片以鋅或鋅合金處理,以防止腐蝕以及增進與樹 脂層的黏附性,此外,以偶合劑(c0Up 1 i ng agent)(例 如:含乙烯基的鹽水偶合劑)處理表面,可產生在掛脂層 (絕緣層)與電路(銅箔)之間具有較高附著強度以及具有較 佳兩頻率将性的印刷線路板。在以鋅或鋅合金處理銅箔方 面,可用電鍍法將鋅或辞合金沉積至銅箔的表面。 因此’獲得該預浸潰片的過程如下:根據本發明將聚 苯醚樹脂組合物注入基底並且熱乾燥,然後半固化已灌注 的基底,而經由堆疊與熱壓已先決定數量的預浸潰片,可 得到極佳加工性、抗水性、耐濕度性、防潮性、耐熱性以 及玻璃轉移點的層積片;而當以該預浸潰片製造多層印刷丨 線路板時,該預浸潰片表現極佳的加工性。另外,根據本 發明,用來製造印刷線路板之層積片所提供的印刷線路板 具有較低的介電常數與介電耗散因數、較高的抗水性、耐 濕度性、防潮性與耐熱性以及較高的玻璃轉移點、改進 附著強度以及極佳的高頻率特性。另外,根據本發明,預 浸潰片的使用係作為製造多層印刷線路板的層積片,复 供多層印刷線路板,而該多層印刷線路板在多声工ς 不產生!隙(voids)或劃痕(scratches),並^ 1間 性,、較低的介電常數與介電耗散因數、較好的抗性、= 濕度性、防潮性與耐熱性、較高的玻璃轉移點、的附 著強度以及改進的高頻率特性。 权佳的附 之後將以更詳細的實施例說明本發明。 實施例 低分子篁聚本驗(聚苯鱗—1 )的製備
2014-6095-PFl(N2).ptc 第30頁 1279418 案號 93101338 曰 修」 五、發明說明(24) 首先’校正聚苯鍵的分子量。 將質量份(mass parts) 36的聚苯醚(日本奇異塑膠有 限公司;商標:nNoryl PX9 70 1 ";數均分子量·· 14,00 0),質量份1.54的紛類2, 6-二甲基紛,質量份1.06 的起始劑叔丁基過氧基異丙基碳酸鹽(;-butylperoxy isopropy 1 瓜on o carbonate)(曰本油脂株式會 社(NOF Corporat i on);商標:"Perbuty 1 Γ ),以及質量 份0.0015的環烧酸姑(Cobalt naphthenate)混合與掺合。 在該混合物中加入質量份9 0的甲苯(t ο 1 u e n e )作為溶劑, 然後在8 0 °C下擾拌該混合物1小時,以分散或溶解其中的 成分。在反應完成之後,如此製得的聚苯醚經由添加大量 的甲醇而再沉澱,而去除不純物後,在8 0 °C的降壓環境下 乾燥3小時以完全去除溶劑。以凝膠滲透層析儀(gel permeation chromatography (GPC))分析在此步驟後所獲 得的聚苯醚,確定其數均分子量大約為2, 400。 接著,以乙烯苯基(ethenylbenzyl group)覆蓋該低 分子量聚苯醚(數均分子量:大約2, 400 )的末端羥基。在 一配備溫度控制器、攪拌裝置、冷卻裝置與滴液漏斗 (dropping funnel )的一公升三頸燒瓶中為加入低分子量 聚苯醚(數均分子量··大約2, 400 ) 20 0克、氯甲基苯乙烯 丨 (chloromethylstyrene)(> -氯甲基苯乙烯G_ chloromethylstyrene)與-氯甲基苯乙烯(-chloromethylstyrene)之比例 50/50 的混合物;Tokyo 1^3610〇.,1^(1.)14.51克、四正丁基溴化錄(1^61:『3--butylammonium bromide)0. 818 克以及曱苯400 克。攪拌該
圓 2014-6095-PFl(N2).ptc 第31頁 1279418 SE 93101338 曰 修正 五、發明說明(25) 混合物直到完全溶解並且加熱至75 °C。將氫氧化納溶液 (11克氫氧化納/ 11克水)滴入該混合溶液,其滴入時間超 過20分鐘,並在75 °C下另外攪拌4小時。然後,以10%鹽酸 水溶液中和燒瓶中的溶液,並加入大量的甲醇,使乙烯苯 基化改質聚苯驗(e theny Ibenzy 1 ated modi f i ed ppe)再沉 澱,然後過濾收集聚苯醚。以80 :20比例的甲醇與水混合 ★液 >月洗收集到的聚苯謎三次,然後在8 0 c的減壓環境下 乾燥3小時,而產生不含溶劑或水的乙烯苯基化改質聚苯 醚。以凝膠滲透層析儀確定該改質聚苯醚的數均分子量大 約為2,7 0 0。如此獲得的聚苯醚之後皆以"聚苯醚—丨"表 示。 < 低分子量聚苯醚的製備(聚苯醚-2) 首先,校正聚苯醚的分子量。將質量份36的聚苯驗 (日本奇異塑膠有限公司(GE PLASTICS japan Ltd·);商 標:"Noryl PX9 70 1 ” ;數均分子量·· 14, 〇〇〇),質量份’ 1· 44的酚類雙酚A,以及質量份1· 90的起始劑過氧化^甲 醯(benzoyl peroxide)(曰本油脂株式會社(刪 Corporation);商標:"Nyper Bff")分別掺合。在該混合 物史加入質量份90的曱苯(toluene)作為溶劑,然後在口 8 0 C下授掉該混合物1小時以分散或溶解其中的成分。在 反應完成之後,添加大量的甲醇至如此製得的聚苯醚使其 再沉殿’去除不純物後’在8 0 C的降壓環境.下乾燥3小時 以完全去除溶劑。以凝膠滲透層析儀分析在此步驟後所獲 得的聚苯醚,確定其數均分子量大約為2, 4〇(^ " 接著’以相似於上述"聚苯驗-1之製備"的方法將极合
1279418 案號 93101338 年 月 日 五、發明說明(26) 子量聚苯醚(數均分子量:大約2, 40 0)乙烯苯基化,而產 生改質聚本驗。以凝膠渗透層析儀確定該改質聚苯醚的數 均为子里大約為2,800。如此獲付的聚苯峻之後皆以”聚苯 鱗- 211表示。 低分子量聚苯醚的製備(聚苯醚-3) 使用旭化成公司的低分子量聚苯醚,該聚苯醚具有 2,1 00的數均分子量(Μη),以及1· 6的重均分子量(weight average molecular weight (Mw))對數均分子量(Mw/Mn) 比例,以相似於上述"聚苯醚-1之製備"的方法將其末端羥 基乙婦苯基化,而產生改質聚苯醚。以凝膠滲透層析儀確· 疋該改質聚苯醚的數均分子量大約為2,5 〇 〇。如此獲得的 聚苯醚之後將以"聚苯醚-3Π表示。 低分子量聚苯醚的製備(聚苯醚-4) 使用旭化成公司的低分子量聚苯_,該聚苯醚具有 2,100的數均分子量(jjn),以及1·6的重均分子量(weight average molecular weight (Mw))對數均分子量(Mw/Mn) 比例,並以2-氣乙基乙烯醚(2- chloroethylethenylether)取代"聚苯鍵一1之製備"當中的 氯甲基苯乙浠(chl oromethy 1 sty reae),將其末端經基乙 烯苯基化,而產生改質聚苯醚。以凝膠滲透層析儀確定該_ 改質聚苯_的數均分子量大約為2,5 〇 〇。如此獲得的聚苯 醚之後將以"聚苯醚-4"表示。 低分子量聚苯醚的製備(聚苯醚-5) 使用旭化成公司的低分子量聚苯驗,該聚苯醚具有 ,ί 00的數均分子量(Μη),以及1·6的重均分子量(weight
2014-6095-PFl(N2).ptc 第33頁 1279418 案號 93101338 曰 修正 五、發明說明(27) average molecular we i ght (Mw ))對數均分子量(Mw/Mn) 比例,並以#氯甲基苯乙烯(p-chloromethylstyrene) (CMS -14,Semi Chemical Co·,Ltd)取代上述”聚苯鱗一 1 之製備之背氣甲基本乙稀Cp -chi oromethy 1 s tyrene )鱼間 氣甲基苯乙烯C„ -chioromethyl styrene)之50/ 50混合物, 將其末端羥基势乙烯苯基化,而產生改質聚苯醚。以凝膠 滲透層析儀破定該改質聚苯醚的數均分子量大約為 2, 500。如此獲得的聚苯醚之後將以”聚苯醚_5”表示。 低分子量聚苯醚的製備(聚苯趟-6) 使用旭化成公司的低分子量聚苯醚,該聚苯鱗具有 3, 500的數均分子量(Μη),以及1· 9的重均分子量對數均分< 子量(Mw/Mn)比例,以相似於上述"聚苯醚-1之製備"的方 法將其末端羥基乙烯苯基化,而產生改質聚苯醚。以凝膠 滲透層析儀確定該改質聚苯醚的數均分子量大約為 4,2 0 0。如此獲得的聚苯醚之後將以"聚苯醚_ 6 ”表示。 實施例1 將質量份70的乙烯苯基化低分子量聚苯醚、”聚苯醚一 1π以及質量份1 〇 〇的甲苯(作為溶劑)混合,並在8 〇 〇c下授 拌3 0分鐘直到完全溶解。在如此獲得的聚苯醚溶液當中添 加質量份30的三烯丙基異氰脲酸酯(1^1(:)(曰本化成有限< 公司·)作為交聯固化劑,質量份2 〇的溴化有機化物—十溴 聯苯乙烧(decabromodiphenyl ethane)(Albemarle Asano Corporation ;商標:"SAYTEX 8 010”,漠含量:82% 重量 百分比)一作為阻燃劑,以及質量份2· 5的以,雙(過氧 化叔丁基——異丙基)苯(a,a,-bis(-butylperoxy--
2014-6095-PFl(N2).ptc 第34頁 修正 1279418 日 五、發明說明(28) isopropyl)benzene)(日本油脂株式會社;商 標:"Perbutyl P")作為反應起始劑。同時加入質量份14 的球形石夕微粉(sphericai s i丨ica)(電氣化學株式會社 (Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha);商 標:"FB3SDC")作為無機填料,然後將該混合物混合、分 散並溶解於溶劑(甲苯)中,而產生一樹脂組合物—清漆。 由於該阻燃劑是一種不與聚苯醚以及三烯丙基異氰脲酸酯 產生反應的漠化有機化合物,因此該阻燃劑不完全溶解與 分散於樹脂組合物—清漆一中。 接下來’該清漆注入NE型玻璃布(曰東紡有限公司 (Nitto Boseki Co.,Ltd·);商標:ΠΝΕΑ 2116π ),然後 * 在120 °C下加熱與乾燥該灌注布3分鐘以去除溶劑,而產生 含有5 5 %質量百分比樹脂含量的預浸潰片(樣本(丨))。 在此預反>貝片片的兩面同時安裝兩片Μ微米厚的銅箔 (ST foil),並在溫度2〇(rc與壓力g o百萬巴斯卡(3〇公 斤^平方公分)條件下熱壓18〇分鐘,即產生兩侧被銅包覆 的且片(1 am i nat e ),該疊片的作用為内層印刷線路板。然 ^,在兩側被銅包覆的疊片上形成線路圖案作為内層印刷 線路板後’金屬箱的表面變里而吝4 興曰幻衣®變黑而產生核心印刷線路板。將 兩核心印刷線路板疊在一起,再蔣 本从e w ‘ 你艰丹將二預浸潰片分別放置在丨 兩核心印刷線路板之間與其兩面。此外,將兩 微 的銅箔(ST foil)安裝在產生之疊層的最層;缺在^ 度mt:與Μ力3.0百萬巴斯卡(3Q公斤/平方公分j = 下,熱壓產生的多層疊層180分鐘,而產生作屈猿'技 板之6層銅包覆的疊片。接著,將嗲6 …P 線 --- Λ 谈君册该6層銅包覆的疊片切片 I» 第35頁 2014-6095-PFl(N2).ptc
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-----一案號 93101338 五、發明說明(29) 成5 〇毫米X 50毫米的尺寸,缺後姆士 1外矣柄…、佼厶由蝕刻(etching)去除 ^性的槐I s ,而產生評估6層板之耐熱性、防潮性與加 並Hit。將6層板切片成1QQ毫L毫米的尺寸, 内層銅箱之附著強度的樣本(樣本(ii))。 :另將7片預浸潰片堆疊在—起,然將微厚 二^ f〇U)安裝在叠層的頂部與底部表面。在溫ί 〇〇 C與壓力3. 〇百萬巴斯卡(30公斤/平方公分)的條件 I 7勢壓產生的螢層18〇分鐘,即產生作為印刷線路板之 則被銅包覆的疊片。然後,將如此獲得之兩侧被銅包覆 的疊片切片成直徑1〇〇毫来χ 10毫米,即產生估量銅落之 附著強度的樣本,以及切片成直徑86毫米χ 86毫米,並於丨 其上形戍線路圖案,即產生測量介電常數與介電耗散因數 的樣本。另外,以蝕刻去除其兩面的銅箔,即產生用來評 估玻璃轉移點(Tg)、熱脹係數、滯焰性(f lame ' res i stance)與吸濕性(hygroscopi c i ty )的樣本(樣本 (iii)) 。 7 分別在1·6毫米厚之FR-4基底中製造直徑〇·25毫米的 通孔(through holes)。通孔分佈至兩個2 〇微米厚的預浸 潰片之後,將其頂上的兩銅箔堆疊在基底的兩面,然後在 溫度20 0 °C與壓力3· 0百萬巴斯卡(30公斤/平方公分)的條丨 件下,熱壓該疊層180分鐘。產生的薄片作為評估樹脂填 入内通孔(IVH)之孔填充特性的樣本板(樣本(iv))。 線路圖案形成於兩側被銅包覆之疊片(該疊片在製備 樣本(i i)的步驟中係經製造作為内層印刷線路板)的一侧 後,用來製造該兩侧被銅包覆之疊片的一片預浸潰片與相
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1279418 案號 93101338 五、發明說明(30) 同銅箔堆疊於一侧上,而線路圖案形成於此侧,同時,在 相同條件下熱壓該疊片以產生具有帶狀線的多層印刷線路 板(樣本(V))〇 實施例2至9 利用表1與2所示的組合物成分,以相似於實施例1的 方去製備預次:潰片與樣本(i )至(v)。順便一提的是,經由 上述的分子降解技術(m〇lecula]r degFading technique) ’由具有數均分子量14, 〇〇〇之聚苯醚(日本奇 異塑膠有限公司(GE PLASTICS Japan Ltd·) ·,商 標:n Nory 1 PX9 70 1 ")製備添加至實施例9並且具有數均分 子量約9, 000的改質聚苯醚。 1 比較例1與2 利用表1與2所示的組合物成分,以相似於實施例1的 方法製備預浸潰片與樣本(i)至(V)。 表1與2中使用的材料如下: 改質聚苯醚:’’ Nory 1 PX970 1 ",日本奇異塑膠有限公 司(GE PLASTICS Japan Ltd·)(數均分子量:大約 1 4,0 0 0 ) 交聯固化劑1 ··三烯丙基異氰脲酸酯(T A〗C ) 交聯固他劑2 :三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(ΤΜρτ , 新中村化學工業有限公司(Shin Nakamura Chemical Co.,⑩ Ltd· ) ; n NKester TMPT") α,α ’ -雙(過氧化叔丁基——異丙基)苯 反應起始劑 (曰本油脂株式會社;商標·· " Perbuty丨p„ ) 阻燃劑··十漠聯苯乙烷(decabromodiphenylethane)
(Albemarle Asano Corporation ;商標:"SAYTEX
Hi 2014-6095-PFl(N2).ptc 第37頁 案號 93101338
^ Μ/Ί «λ» υ 丄 y 1279418 8010”,溴含量:82%重量百分比) 無機填料(球形矽微粉):電氣化學工業有限公司 (Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha),商 標:"FBaSDC” 所使用之銅箔具有6微米的粗糙度(日本能源公司 (Japan Energy Corporation);商標: ”JTWi丨)。另外 以 鋅或鋅合金電鍍銅猪表面,並且另外以偶合劑處理。 試驗例 利用實施例1至4以及比較例1與2製備之樣本(丨)測量 預浸潰片的樹脂含量與樹脂流動性;利用上述的樣本 (i i i )測量玻璃轉移點(T g )、介電常數、介電耗散因數、_ 熱脹係數、滯焰性、銅箔附著強度以及吸濕性;利用上述 的樣本(i i )測量二次加工性(secondary processability),吸濕後的焊劑(solder)耐熱性,以及 内層銅箔附著強度;利用上述的樣本(i v)測量樹脂填入内 通孔之孔填充特性;以及利用上述的樣本(v)測量傳輸損 失(transmission loss) ° 根據日本工業規格(J IS) (C6 52 1 )測量預浸潰片的樹脂 含量與樹脂流動性;根據日本工業規格(C6481 )测量層積 片的介電常數、介電耗散因數與銅箔附著強度;利用θ熱機 械性分析法(TMA method)測量熱脹係數(2軸);利用UL”94 標準法(UL94 Standard)測量滯焰性;以及利用黏彈性譜 儀(vi scoelast i ci ty spectrometer)測量玻璃轉移點。以 姓刻去除先前經過二次加工的外層銅箔後,根據空隙 (voids)與劃痕的存在目測確定二次加工性。内層11鋼猪附
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1279418 五、發明說明(32) 著強度即變黑表面的附著強度 在E-24/50 + C-24/60/95條件下確定吸濕性。即經 下過程之後測量吸濕性,其過程為:在5(rc下將 24小時’冷卻至23°C,經過24小時後,貯存在溫度6(rct 相對濕度95%下24小時。以蝕刻去除層積片樣本表面後,〜 將其切片成50毫米X 50毫米尺寸’而該層積片樣本係用以 测量吸濕性。^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ μ 以下列方法碟定吸濕後的焊劑耐熱性:首先,在D — 2/100(即在100 °C下沸騰2小時)下處理50毫米χ 5〇毫米之6 層銅包覆的疊片’並經過壓力鍋測試(Pressure cooker test (PCT)),其中,樣本分別在135 °C與2大氣壓(〇· 2百_ 萬巴斯卡)下處理2小時;將5片樣本浸沒在26(rc的液體焊 劑中2 0秒,並且以目視確定白點(瓜e a s 1 i n g)與起泡 (blister)的程度。以下列的方式確定樹脂孔填入内通孔 之填充特性··首先,樣本在熱循環測試(條件B )中經過3 0 〇 次加熱與冷卻的循環;以目視觀察填充於内通孔之樹脂的 交叉部分(cross-section),確定空隙與劃痕的存在。經 由測量1 · 6十億赫( GHz)訊號使用於多層印刷線路板之内層 電路時的傳輸損失可確定傳輸損失。 t 以上測量的結果概述於表1與2。 ·
2014-6095-PFl(N2).ptc 第39頁 1279418 案號93101338_年月 日 修正 五、發明說明(33) 表 1 ____________ 賨施例 1 2 3 4 5 聚苯醚 樹脂涪漆 聚苯艇-1 宜童份 70 0 70 0 0 眺分子蚤 2700 - 2500 - • 聚苯醚-2 質蚤份 0 70 0 0 0 數均分子蚤 - 2800 - - - 聚苯醚-3 質g份 0 0 0 70 0 數均分子蚤 - - - 2500 - 聚苯醚_4 質蚤份 0 0 0 0 70 數均分子量 - - - 2SC0 交瞄固化劑1 種類 三烯丙基異 氨鹏酯 三烯丙基異 氨鹏酯 三烯丙基異 氰鹏酯 三烯丙基異 氨鹏酯 三烯丙基異 氨靡酯 宜萤份 30 30 20 30 30 交聯固細2 種類 - 讎 三羥甲基丙 鹿三甲基丙 烯酸酯 - - 質蚤份 - 10 - - 反應起使劑 質量份 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 阻燃劑 質蚤份 20 20 20 20 20 無機堪料 筧里份 14 14 14 14 14 平均直怪 mm 3 3 3 3 3 銅箔 表面粗箱度 微米 6 6 6 6 6 預浸蓿片 樹脂含蚤 % 55 55 55 55 5S 樹脂獅性 % 15 ]5 13 15 15 眉a片 玻埔挪點 c 21Θ 222 236 230 225 介電常激 3.15 3.15 3.15 3.14 3.15 介竜耗散_ 0.0015 0.0015 0.0015 0.0015 0.0015 热脹係數(Z鼬】 百萬分之一/r 59 59 59 59 01 稱焰性 UL標準法 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 銅箔附著避 kN/m 1.45 1.45 1.45 1.62 1.62 二次加工性 OK 0K 0K □K QIC 吸滉 % 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 吸灑後的!焊劑 耐骷牲 OK 0K 0K 0K OK 内眉荆范 附著強度 kN/m 0.74 0.74 0.74 0.74 0.74 内通:fL祺充 能力 OK 0K 0K 0K OK 傅_犋失 dB/m -6.0 -6.0 -6.0 -6.0 •6.0 1111 第40頁 2014-6095-PFl(N2).ptc 1279418 案號93101338_年月 日 修正 五、發明說明(34) 表2 1 實施例 | 比蔌實施別 ^ 丨一 6 7 B 9 1 2 辭醚 掛脂洧浓 鮮醚-1 里里份 0 0 0 0 0 0 數均分子里 - - _ | - - - 聚苹瞇-2 質里份 0 0 0 0 0 0 Μ均肝里 - - - - - - 聚苯醚-3 質里份 0 0 70 00 70 70 教均肝里 - - 2500 2500 1 ^4000 800 聚苯魅-4 質里份 0 0 0 0 0 0 敏均分子里 -. - - - - - 聚苹醚 質里份 70 0 0 0 0 0 故均分子里 2500 - - - _ - 聚雜·6 質里份 0 70 0 0 0 0 软均分子里 - 4200 - - 未改質 鮮醚 質里份 0 0 5 so 故均分子里 - - 14)00 9000 交明固化剤1 棰鋇 三烯丙基里 爾娜酯 IM 三烯丙基里 氰卿酯 球丙基里 爾臓酯 三烯丙基里 氰娜酯 笪里份 30 30 30 ^40 30 30 交雜固化剤2 棰類 - - - - - - 質里份 - - - - - 反應起使劑 宜里份 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 阻燃劑 質里份 20 20 20 20 20 20 無機埴料 質里份 14 14 14 14 20 20 平均直捏【锄米I 3 3 3 3 3 3 mm 表面粗槌度 釉米 6 6 6 6 ή 6 預翻片 播脂含里 % 55 SS 55 55 5ύ 56 播脂流iil性 % 15 11 13 B 2 25 屏断 彼理轉移點 Ό 235 230 230 230 22日 152 介龟常故 3.14 3.14 3.14 320 3.22 介龟耗敗 因教 0.0015 0.0014 0.0014 0.0017 0.0014 0.0016 熱眼係敝 [Z軸】 百萬分之一/C 59 59 59 59 52 βλ 滞焰性 UL搮準法 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 雕附荖 強度 kN/m 1.37 1.62 L6B 1.47 0.96 0.64 二次加:1性 OK OK OK OK X 劃底 X 劃痕 咀渦 % 0.33 0.33 0.33 0.37 0.33 0^4 吸湛後的 糊臓性 OK OK OK OK X 起泡 X 起泡 內屏雕 附荖強度 kN/m ο.ω 074 0.74 0.64 0.44 0.31 內通孔埴充 能力 OK OK OK OK X 氣泡破裂 OK 傅输拫失 dB/m -6.0 -6.0 -6.0 -6.3 -6.1 -6.1 _ 以上的結果證實,相較於比較例(其中所使用之聚苯 醚的數均分子量在本發明指定範圍(少於1,00 0或超過 7, 0 0 0 )之外)的玻璃轉移點,在本發明範圍内之實施例1至 4的聚苯醚樹脂組合物具有較高的玻璃轉移點,同時,該
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-__SS_931〇1338 五、發明說明(35) ^施例1至4的聚苯醚樹脂組合物為適合用來 夕 材料,提供在吸濕後具有極佳耐濕度性與= = 片的 】U2 ’實施例的層積片保留了與比較實施;列幾:: 二、门電特性^但具有較好的耐熱性(吸濕後的焊劑耐熱 十),同時,實施例之聚苯醚樹脂組合物具有較好的加^ 性’特別在樹脂填入内通孔的特性(resin filling property into IVH)上優於比較實施例。另外,在實施例 8中明顯地抑制填料的沉積。 本申請書係以2003年1月28曰提出的曰本專利申請書 第2 003 -1 9475號與200 3年5月14日提出的第20 0 3 -1 3 649 6號 為基礎,其内容皆於此併入參考。 { 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以 限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神 和範圍内’當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
2014-6095-PFl(N2).ptc 第42頁 1279418 案號93101338 年月日 修正
2014-6095-PFl(N2).ptc 第43頁
Claims (1)
- 年Ί月Η曰 修正_ 12794进—墓免1。⑽ 六、申請專利範圍 1 · 一種聚苯醚樹脂組合物,該組合物包括聚苯醚以及 父聯固化劑,其中之聚苯騎(polyphenylene ether)以下 式(I)表示’而其數均分子量在丨,00 0至7, 〇〇〇範圍内,並 以(聚苯鱗)/ (交聯固化劑)表示的質量比例為3〇/7〇至 90/10 , R1 入〆 R2 [其中,X為芳基(aryl group) ; (Υ)ω為聚苯醚分子團(pol. (pheny iene ether )moiety);當Z為氧原子或硫原子時,η 為一整數1至6 ;當Ζ為對-伸苯基(p-phenylene group)和 間一對伸笨基(m-phenylene group)時,η為一整數1 ; R1至 R3分別為氫原子;以及q為一整數1至4。] 2 ·如申請專利範圍第1項所述的聚苯醚樹脂組合物, 其中Z為氧原子,而η為2。 3·如申請專利範圍第1至2項中任一項所述的聚苯醚樹 脂組合物,其中(Υ)ω以下式(II)表示, R4 Ds ,(II) [其中’ R4至R7分別為氫原子、烷基、烯基、炔基或烯羰2014-6095-PFl(N2).ptc 第44頁 1279418 —_案號 93101338 JF 六、申請專利範圍 基;而m為一整數1至100。] 修正4.如申請專利範圍第1至2項中任一=所述的聚笨麵 脂組合物,該組合物進一步地包含一聚苯趟,而讀眾笨喊 的數均分子量在9, 000至1 8, 000範園内。、 5.如申請專利範圍第3項所述的聚苯醚樹脂組合%, 該組合物埠一步地包含一聚苯醚,而該聚苯醚的數岣分子 量在9, 000至18, 〇00範圍内。 6 ·如申請專利範圍第1項所述的聚苯醚樹脂組合物, 該組合物進一步地包含一聚苯醚,而該聚苯醚的數岣分子 量在9, 00 0至1 8, 000範圍内。 7·如申請專利範圍第1項所述的聚苯醚樹脂組合物,_ 該組合物進一步地包含一聚苯醚,而該聚苯醚的數均分子 量在9, 000至18,〇〇〇範圍内。 8·如申請專利範圍第1項所述的聚苯醚樹脂組合物, 其中該交聯固化劑為異三聚氰酸三烯酯。 9·如申請專利範圍第1項所述的聚苯醚樹脂組合物, 其中之交聯固化劑為3一至5一官能團(甲基)丙烯酸酯化合 物。 1〇·如申請專利範圍第1項所述的聚苯醚樹脂組合物, 談組合物進一步地包含至少一種有機或無機填料。 u •如申請專利範圍第1 〇項所述的聚笨醚樹脂組合 物,其中該填料的平均直徑為10微米或少於10微米。口 合物®第1G或11項料㈣苯關脂組 口物具中該填料為中空物質。2014-6095-PFl(N2).ptc 第45頁 修正 93101338 1279418 月 曰 六、申請專利範圍 13 ·如申請專利範圍第1項所述的聚苯醚樹脂組合物, 其中該填料係由含氟化合物製得的物質。 14·如申請專利範圍第1項所述的聚苯醚樹脂組合物, 該組合物進一步地包含阻燃劑。 1 5 ·如申請專利範圍第丨4項所述的聚苯醚掛脂組合 物’其中該阻燃劑為一種溴化合物,而其溴含量佔組合物 總質量的8%至20% 〇 1 6 · —種預浸潰片,該預浸潰片的製備如下:將申請 專利範圍第1項所述之聚苯鱗樹脂组合物注入基底,並且 半固化產生的灌注基底。 17·如申請專利範圍第16項所述的預浸潰片,其中該 基底為NE型玻璃布。 18. —種層積片,該層積片的製備如下:在熱壓下, 將申請專利範圍第1 6或1 7項的預浸潰片與銅箔相互堆疊。 19·如申請專利範圍第18項所述的層積片,其中該銅 簿的表面粗糙度為2微米或小於2微米,而其面對預浸潰片 的表面係以鋅或鋅合金處理,並且同時與具有乙烯基的鹽 水偶合劑結合。2014-6095-PFl(N2).ptc 第46頁
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