TWI682974B - 無機填充劑及包括其之環氧樹脂組合物 - Google Patents

無機填充劑及包括其之環氧樹脂組合物 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種無機填充劑，其包括表面上提供具有官能基之多環芳族烴的表面改質氮化硼。

Description

無機填充劑及包括其之環氧樹脂組合物
本發明係關於一種無機填充劑，且更特定言之，關於包括於環氧樹脂組合物中之無機填充劑。
包括諸如發光二極體(LED)之發光元件的發光裝置適用於各種光源。隨著半導體技術之發展，加速朝向高輸出發光元件的趨勢。為穩定處理由此類發光元件發射之大量光及熱，需要發光元件之散熱效能。
另外，由於高度整合及高容量電子部件，故對上面安裝此類電子部件之印刷電路板的散熱的關注逐漸增長。
一般而言，對於發光元件或印刷電路板之絕緣層，可使用包括環氧化合物、固化劑及無機填充劑之環氧樹脂組合物。
此處，無機填充劑可包括氮化硼。然而，氮化硼具有優異的熱導性、散熱效能及電絕緣，但由於表面平滑而對環氧化合物具有低親和力，由此具有低分散性、對基板之低黏結強度及低可加工性。
本發明係關於提供一種無機填充劑、包括其中環氧樹脂組合物及印刷電路板。
本發明之一個態樣提供一種有機填充劑，其包括具有在上面提供具有官能基之多環芳族烴的表面的表面改質氮化硼。
多環芳族烴可包括選自由萘(naphthalene)、蒽(anthracene)及芘(pyrene)組成之群中之至少一者。
官能基可選自由以下組成之群：-OH、-NH2、-COOH、 -HSO3、-NH2CO、Cl、Br、F、C1至C3烷基、C2至C3烯烴及C2至C3炔烴。
無機填充劑可包括85至99體積%之氮化硼及1至15體積%之多環芳族烴。
本發明之另一個態樣提供一種環氧樹脂組合物，其包括環氧化合物及無機填充劑，該無機填充劑包括具有在上面提供具有官能基之多環芳族烴的表面的表面改質氮化硼。
環氧化合物與無機填充劑之體積比可為10：30至120。
本發明之又一個態樣提供一種印刷電路板，其包括基板、在該基板上形成之絕緣層及在該絕緣層上形成之電路圖案，其中該絕緣層包括環氧樹脂組合物。環氧樹脂組合物包括環氧化合物及無機填充劑，該無機填充劑包括具有在上面提供具有官能基之多環芳族烴的表面的表面改質氮化硼。
100‧‧‧印刷電路板
110‧‧‧基板
120‧‧‧絕緣層
130‧‧‧電路圖案
400‧‧‧發光元件模組
410‧‧‧基板
420‧‧‧絕緣層
430‧‧‧電路圖案
440‧‧‧發光元件
1100‧‧‧四層印刷電路板
1110‧‧‧電路圖案層
1110-1‧‧‧電路圖案層
1110-2‧‧‧電路圖案層
1110-3‧‧‧電路圖案層
1110-4‧‧‧電路圖案層
1120‧‧‧絕緣層
1120-1‧‧‧絕緣層
1120-2‧‧‧絕緣層
1120-3‧‧‧絕緣層
1130‧‧‧通孔
1130-1‧‧‧通孔
1130-2‧‧‧通孔
1130-3‧‧‧通孔
1200‧‧‧十層印刷電路板
1210‧‧‧電路圖案層
1210-1‧‧‧電路圖案層
1210-2‧‧‧電路圖案層
1210-3‧‧‧電路圖案層
1210-4‧‧‧電路圖案層
1210-5‧‧‧電路圖案層
1210-6‧‧‧電路圖案層
1210-7‧‧‧電路圖案層
1210-8‧‧‧電路圖案層
1210-9‧‧‧電路圖案層
1210-10‧‧‧電路圖案層
1220‧‧‧絕緣層
1220-1‧‧‧絕緣層
1220-2‧‧‧絕緣層
1220-3‧‧‧絕緣層
1220-4‧‧‧絕緣層
1220-5‧‧‧絕緣層
1220-6‧‧‧絕緣層
1220-7‧‧‧絕緣層
1220-8‧‧‧絕緣層
1220-9‧‧‧絕緣層
1300‧‧‧十二層印刷電路板
1310‧‧‧電路圖案層
1310-1‧‧‧電路圖案層
1310-2‧‧‧電路圖案層
1310-3‧‧‧電路圖案層
1310-4‧‧‧電路圖案層
1310-5‧‧‧電路圖案層
1310-6‧‧‧電路圖案層
1310-7‧‧‧電路圖案層
1310-8‧‧‧電路圖案層
1310-9‧‧‧電路圖案層
1310-10‧‧‧電路圖案層
1310-11‧‧‧電路圖案層
1310-12‧‧‧電路圖案層
1320‧‧‧絕緣層
1320-1‧‧‧絕緣層
1320-2‧‧‧絕緣層
1320-3‧‧‧絕緣層
1320-4‧‧‧絕緣層
1320-5‧‧‧絕緣層
1320-6‧‧‧絕緣層
1320-7‧‧‧絕緣層
1320-8‧‧‧絕緣層
1320-9‧‧‧絕緣層
1320-10‧‧‧絕緣層
1320-11‧‧‧絕緣層
2100‧‧‧HGB
2110‧‧‧氣隙
2120‧‧‧氧化鋁
藉由參照附圖詳細描述例示性實施例，本發明之上述及其他目標、特徵及優勢將變得對一般熟習此項技術者更加顯而易見，其中：圖1為在表面改質前之六方氮化硼的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像；圖2展示之表面改質前之六方氮化硼的結構；圖3展示根據本發明之一個例示性實施例的多環芳族烴與六方氮化硼之間的結合；圖4及圖5為展示根據本發明之一個例示性實施例之表面改質六方氮化硼的分散性的圖像；圖6為根據本發明之一個例示性實施例之印刷電路板的截面視圖；圖7為根據本發明之一個例示性實施例之發光元件模組的截面視圖；圖8為根據本發明之一個例示性實施例之四層印刷電路板的截面視圖，且圖9為根據本發明之另一個例示性實施例之四層印刷電路板的截面視圖；圖10為根據本發明之一個例示性實施例之十層印刷電路板的截面視圖，圖11為根據本發明之另一個例示性實施例之十層印刷電路板的截面視圖，且圖12為根據本發明之又一個例示性實施例之十層印刷電路板的截面 視圖；圖13為根據本發明之一個例示性實施例之十二層印刷電路板的截面視圖；圖14為空心玻璃泡之截面的實例；及圖15展示用氧化鋁塗佈之空心玻璃泡的截面。
本發明可具有各種修改及各種例示性實施例，且特定例示性實施例將在圖式中說明並加以描述。然而，不意欲將本發明侷限於特定例示性實施例，且應理解，本發明涵蓋包括於本發明之精神及技術範疇中之所有修改、等效物及替代物。
包括諸如「第一」或「第二」之序數的術語可用於描述各種組件，但該等組件不受以上術語限制。以上術語僅用於將一個組件與另一個組件區分開。舉例而言，在不背離本發明之範疇的情況下，第二組件可稱為第一組件，且類似地，第一組件可稱為第二組件。術語「及/或」包括複數個相關揭示項目之組合或該複數個相關揭示項目中之任何項目。
本申請案所用之術語僅用於描述特定例示性實施例，且並不意欲限制本發明。本文中所用之單數表達包括複數表達，除非其在上下文中具有明確相反的含義。在本申請案中，應理解，術語「包括」或「具有」表明本說明書中所述之特徵、數目、步驟、操作、組件、零件或其組合存在，但不排除預先存在或添加一或多個其他特徵、數目、步驟、操作、組件、部件或其組合的可能性。
除非另外定義，否則本文中所用之所有術語(包括技術或科學術語)具有與一般熟習本發明所涉及技術者一般理解之含義相同的含義。應理解，常用詞典中定義之術語具有與相關技術之上下文含義相同的含義，且若在本申請案中未明顯定義，則術語不應解釋為具有理想或過度形式的含義。
當層、膜、區域或板之組件置放「在」不同組件「上」時，該組件可「直接」置放「在」另一組件「上」，或第三組件可插入在兩個組件之間。相比之下，當組件「直接」置放「在」不同組件「上」時，兩個 組件之間不存在插入組件。
在下文中，將參照附圖詳細描述例示性實施例，且與圖式上之參考標記無關，相似參考數字將指派給相似或對應組件且其重複描述將省略。
根據第一例示性實施例之環氧樹脂組合物包括環氧化合物及無機填充劑。此處，無機填充劑包括具有在上面提供具有官能基之多環芳族烴的表面的表面改質六方氮化硼。
特定言之，根據第一例示性實施例之環氧樹脂組合物可包括體積比為10：30至120、較佳10：36至90且更佳10：44至60之環氧化合物及無機填充劑。當包括小於上述數值範圍之無機填充劑時，熱導性可能劣化。另一方面，當包括大於上述數值範圍之無機填充劑時，環氧樹脂組合物之脆性可能增加，導致剝離強度減小。
此處，環氧化合物可包括結晶環氧化合物、非晶形環氧化合物及矽環氧化合物中之至少一者。
結晶環氧化合物可具有液晶原基結構。液晶原基為液晶之基礎單元且具有剛性結構。
另外，非晶形環氧化合物可為具有兩個或兩個以上環氧基之習知非晶形環氧化合物，例如衍生自雙酚A(bisphenol A)或雙酚F(bisphenol F)之縮水甘油醚化合物。相對於10體積份之結晶環氧化合物，可包括3至40體積份之非晶形環氧化合物。當包括上述比率之結晶環氧化合物及非晶形環氧化合物時，可改良室溫穩定性。
另外，相對於10體積份之結晶環氧化合物，可包括3至40體積份之矽環氧化合物。當包括上述比率之環氧化合物及矽環氧化合物時，可改良熱導性及耐熱性。
另外，根據第一例示性實施例之環氧樹脂組合物可另外包括固化劑。相對於10體積份之環氧化合物，可包括1至5體積份之固化劑。根據第一例示性實施例之環氧樹脂組合物中所包括的固化劑可包括基於胺之固化劑、基於苯酚之固化劑、基於酸酐之固化劑、基於聚硫醇之固化劑、基於聚胺基醯胺之固化劑、基於異氰酸酯之固化劑及基於嵌段異氰酸酯之 固化劑中之至少一者，或可使用其至少兩者之組合。基於胺之固化劑可包括例如二胺基二苯基碸(DAS)。
另外，根據第一例示性實施例之環氧樹脂組合物包括無機填充劑，其包括具有在上面提供具有官能基之多環芳族烴的表面的表面改質六方氮化硼。在下文中，將進一步詳細描述根據第一例示性實施例之環氧樹脂組合物中所包括的無機填充劑。
圖1為在表面改質前之六方氮化硼的SEM圖像，且圖2展示在表面改質前之六方氮化硼的結構。
參照圖1及圖2，氮原子及硼原子交替排列，由此形成六方晶格且複數個六方晶格可排列在一個平面上。另外，六方氮化硼可堆疊成層。在本說明書中，排列在一個平面上的複數個六方晶格可表述為氮化硼層。氮化硼的尺寸可隨鍵聯在同一平面上且堆疊之六方晶格的數目而變化。應用於本發明之例示性實施例之氮化硼的尺寸不受特別限制，但氮化硼之寬度及高度可在1至20μm範圍內。
六方氮化硼具有極優異的熱導性、散熱效能及電絕緣，但具有0.15至0.70之低摩擦係數，由此具有平滑表面及低可濕性且為化學非活性的。
當向六方氮化硼之表面提供官能基時，可增加氮化硼與環氧化合物之間的親和力，且可獲得具有高熱導性及高剝離強度的環氧樹脂組合物。然而，由於六方氮化硼為化學非活性的，故官能基無法直接提供至六方氮化硼之表面。
根據本發明之一個例示性實施例，六方氮化硼之表面將使用具有官能基之多環芳族烴加以改質。在本說明書中，具有官能基之多環芳族烴可與添加劑組合使用。多環芳族烴係指兩個或兩個以上芳環稠合之有機化合物，且可選自由例如式1之萘、式2之蒽及式3之芘組成之群。
Figure 104126516-A0202-12-0005-1
Figure 104126516-A0202-12-0006-2
Figure 104126516-A0202-12-0006-3
如式1至式3中所示，多環芳族烴具有與圖2中展示之六方氮化硼相似的結構。出於此原因，多環芳族烴與六方氮化硼之間的親和力高。當使用多環芳族烴時，可獲得官能基直接結合至六方氮化硼的類似效應。此處，多環芳族烴中所包括之官能基可選自由以下組成之群：-OH、-NH2、-COOH、-HSO3、-NH2CO、Cl、Br、F、C1至C3烷基、C2至C3烯烴及C2至C3炔烴。圖3展示根據本發明之一個例示性實施例的多環芳族烴與六方氮化硼之間的結合。就複數個氮化硼層堆疊之六方氮化硼而言，具有官能基之多環芳族烴可結合至最上氮化硼層及最下氮化硼層中之至少一者。或者，具有官能基之多環芳族烴可提供在複數個氮化硼層之間。
如上所述，當六方氮化硼使用具有官能基之多環芳族烴進行表面改質時，表面改質氮化硼與環氧化合物之間的可濕性增加且可改良分散性及剝離強度。
此處，相對於100體積%之無機填充劑，表面改質氮化硼可包括85至99體積%之氮化硼及1至15體積%之多環芳族烴，且較佳88至97體積%之氮化硼及3至12體積%之多環芳族烴。當包括超過上述數值範圍之氮化硼時，多環芳族烴之量相對減少且所提供之官能基之量減少，因此難以提高剝離強度。另外，當包括低於上述數值範圍之氮化硼時，不參與反應之殘餘多環芳香烴之量相對增加，其可對熱導性具有不良影響。
圖4至圖5為展示根據本發明之一個例示性實施例之表面改質六方氮化硼的分散性的圖像。
圖4為藉由將1g六方氮化硼及15ml甲基乙基酮(MEK)置於20-ml玻璃瓶中，混合所得混合物10分鐘且維持混合物1小時而獲得 之圖像，且圖5為藉由將1g表面改質六方氮化硼(根據本發明之一個例示性實施例，藉由以80：20之體積比混合六方氮化硼及具有羥基之萘所製備)及15ml MEK置於20-ml玻璃瓶中，混合所得混合物10分鐘且維持混合物1小時而獲得之圖像。
比較圖4及圖5，可看出根據本發明之一個例示性實施例之表面改質六方氮化硼的分散性顯著高於未表面改質六方氮化硼。如上所述，當六方氮化硼之表面用具有官能基之多環芳族烴改質時，可改良分散性。詳言之，當諸如羥基(-OH)之官能基提供於六方氮化硼之表面上時，可增加環氧樹脂與氮化硼之間的結合強度，由此增加熱導性及剝離強度以及分散性。
根據本發明之一個例示性實施例的環氧樹脂組合物可應用於印刷電路板。圖6為根據本發明之一個例示性實施例之印刷電路板的截面視圖。
參照圖6，印刷電路板100包括基板110、絕緣層120及電路圖案130。
基板110可由銅、鋁、鎳、金、鉑或選自其之合金組成。
由根據本發明之一個例示性實施例之環氧樹脂組合物組成的絕緣層120形成於基板110上。
電路圖案130形成於絕緣層120上。電路圖案130可由諸如銅或鎳之金屬組成。
金屬板110及電路圖案130由絕緣層120隔絕。
包括根據本發明之一個例示性實施例之無機填充劑的環氧樹脂組合物亦可應用於發光元件模組。圖7為根據本發明之一個例示性實施例之發光元件模組的截面視圖。
參照圖7，發光元件模組400包括基板410、形成於基板410上之絕緣層420、形成於絕緣層420上之電路圖案430及形成於絕緣層420上之發光元件440。
基板410可由銅、鋁、鎳、金、鉑或選自其之合金組成。
絕緣層420可包括具有根據本發明之一個例示性實施例之 無機填充劑的環氧樹脂組合物。
雖然未圖示，但為增加絕緣層420與電路圖案430之間的黏結強度，可在絕緣層420與電路圖案430之間形成晶種層。
在下文中，將參照實例及比較實例進一步詳細描述本發明。
首先，製備具有相同的環氧化合物與氮化硼之含量比及各種類型添加劑之環氧樹脂組合物。
<實例1-1>
將15體積%之式4之雙酚A型環氧化合物、5體積%之4,4'-二胺基苯基碸及80體積%之藉由以5：95之體積比混合具有羥基之萘與六方氮化硼製備之表面改質六方氮化硼添加至MEK，且攪拌1小時。在攪拌後，使用塗佈機用所得溶液均勻地塗佈銅板且在預先確定的壓力下在150℃下固化1.5小時。
Figure 104126516-A0202-12-0008-4
<實例1-2>
將15體積%之式4之雙酚A型環氧化合物、5體積%之4,4'-二胺基苯基碸及80體積%之藉由以5：95之體積比混合具有羥基之蒽與六方氮化硼製備之表面改質六方氮化硼添加至MEK，且攪拌1小時。在攪拌後，使用塗佈機用所得溶液均勻地塗佈銅板且在預先確定的壓力下在150℃下固化1.5小時。
<實例1-3>
將15體積%之式4之雙酚A型環氧化合物、5體積%之4,4'-二胺基苯基碸及80體積%之藉由以5：95之體積比混合具有羥基之芘與六方氮化硼製備之表面改質六方氮化硼添加至MEK，且攪拌1小時。在攪拌後，使用塗佈機用所得溶液均勻地塗佈銅板且在預先確定的壓力下在150℃下固化1.5小時。
<比較實例1-1>
將15體積%之式4之雙酚A型環氧化合物、5體積%之4,4'-二胺基苯基碸及80體積%之未表面改質六方氮化硼添加至MEK，且攪拌1小時。在攪拌後，使用塗佈機用所得溶液均勻地塗佈銅板且在預先確定的壓力下在150℃下固化1.5小時。
<比較實例1-2>
將15體積%之式4之雙酚A型環氧化合物、5體積%之4,4'-二胺基苯基碸及80體積%之藉由以5：95之體積比混合具有羥基之苯與六方氮化硼製備之表面改質六方氮化硼添加至MEK，且攪拌1小時。在攪拌後，使用塗佈機用所得溶液均勻地塗佈銅板且在預先確定的壓力下在150℃下固化1.5小時。
另外，使用六方氮化硼與具有羥基之萘之各種含量比進行額外實驗。
<實例1-4>
將15體積%之式4之雙酚A型環氧化合物、5體積%之4,4'-二胺基苯基碸及80體積%之藉由以10：90之體積比混合具有羥基之萘與六方氮化硼製備之表面改質六方氮化硼添加至MEK，且攪拌1小時。在攪拌後，使用塗佈機用所得溶液均勻地塗佈銅板且在預先確定的壓力下在150℃下固化1.5小時。
<比較實例1-3>
將15體積%之式4之雙酚A型環氧化合物、5體積%之4,4'-二胺基苯基碸及80體積%之藉由以1：99之體積比混合具有羥基之萘與六方氮化硼製備之表面改質六方氮化硼添加至MEK，且攪拌1小時。在攪拌後，使用塗佈機用所得溶液均勻地塗佈銅板且在預先確定的壓力下在150℃下固化1.5小時。
<比較實例1-4>
將15體積%之式4之雙酚A型環氧化合物、5體積%之4,4'-二胺基苯基碸及80體積%之藉由以15：85之體積比混合具有羥基之萘與六方氮化硼製備之表面改質六方氮化硼添加至MEK，且攪拌1小時。在攪拌後，使用塗佈機用所得溶液均勻地塗佈銅板且在預先確定的壓力下在 150℃下固化1.5小時。
另外，使用環氧化合物與無機填充劑之間的各種含量比進行額外實驗，但六方氮化硼與具有羥基之萘之間的含量比相同。
<實例1-5>
將18體積%之式4之雙酚A型環氧化合物、7體積%之4,4'-二胺基苯基碸及75體積%之藉由以5：95之體積比混合具有羥基之萘與六方氮化硼製備之表面改質六方氮化硼添加至MEK，且攪拌1小時。在攪拌後，使用塗佈機用所得溶液均勻地塗佈銅板且在預先確定的壓力下在150℃下固化1.5小時。
<實例1-6>
將11體積%之式4之雙酚A型環氧化合物、4體積%之4,4'-二胺基苯基碸及85體積%之藉由以5：95之體積比混合具有羥基之萘與六方氮化硼製備之表面改質六方氮化硼添加至MEK，且攪拌1小時。在攪拌後，使用塗佈機用所得溶液均勻地塗佈銅板且在預先確定的壓力下在150℃下固化1.5小時。
<比較實例1-5>
將22體積%之式4之雙酚A型環氧化合物、8體積%之4,4'-二胺基苯基碸及70體積%之藉由以5：95之體積比混合具有羥基之萘與六方氮化硼製備之表面改質六方氮化硼添加至MEK，且攪拌1小時。在攪拌後，使用塗佈機用所得溶液均勻地塗佈銅板且在預先確定的壓力下在150℃下固化1.5小時。
<比較實例1-6>
將7.5體積%之式4之雙酚A型環氧化合物、2.5體積%之4,4'-二胺基苯基碸及90體積%之藉由以5：95之體積比混合具有羥基之萘與六方氮化硼製備之表面改質六方氮化硼添加至MEK，且攪拌1小時。在攪拌後，使用塗佈機用所得溶液均勻地塗佈銅板且在預先確定的壓力下在150℃下固化1.5小時。
<實驗實例>
固化自實例1-1至1-6及比較實例1-1至1-6獲得之環氧樹 脂組合物且隨後加工成直徑為0.5吋之球形，且在球體上部用247電壓之雷射脈衝照射後，量測達至底部平衡之時間，由此計算熱導率。另外，在固化自實例1-1至1-6及比較實例1-1至1-6獲得之環氧樹脂組合物後，將62.5-mm厚的銅層附著於其上且隨後以50mm/min之速度在垂直方向(在90°之角度下)抬起，由此量測剝離強度。
表1至表3展示量測結果。
Figure 104126516-A0202-12-0011-5
Figure 104126516-A0202-12-0011-6
Figure 104126516-A0202-12-0011-7
參照表1，可以看出根據實例1-1至1-3之包括用具有官能基之多環芳族烴表面改質之氮化硼的環氧樹脂組合物具有優異的熱導率及剝離強度。相比之下，可以看出根據比較實例1-1之包括未表面改質氮化硼之環氧樹脂組合物具有極低剝離強度。另外，可以看出，由於包括用具有一個芳環之苯表面改質之氮化硼的比較實例1-2與實例1-1至1-3相比具有較少芳環，故芳環與氮化硼之間的結合強度低且因此熱導率及剝離強度低於實例1-1至1-3。同時，可以看出實例1-1至1-3之芳環數目增加，且因此芳環與氮化硼之間的結合強度以及熱導率及剝離強度增加。
參照表2，可以看出，當如實例1-2及1-4中所述控制氮化硼與添加劑之間的含量比時，可獲得具有更優異的熱導率及剝離強度的環氧樹脂組合物。
參照表3，可以看出具有更優異的熱導率及剝離強度的環氧樹脂組合物可如實例1-2及1-5中所述藉由控制無機填充劑與環氧化合物之間的含量比而獲得。詳言之，可以看出，如實例1-2中所述，當相對於10體積份之環氧化合物包括44至60體積份之無機填充劑時，可獲得符合包括熱導率為16w/mK或16w/mK以上及剝離強度為1kgf/cm之所有要求的環氧樹脂組合物。
同時，根據本發明之一個例示性實施例之環氧樹脂組合物亦可應用於多層印刷電路板。多層印刷電路板係指在上面佈線有電路圖案層之印刷電路板。隨著電路複雜性增加及對高度整合及小型化電路之需求增加，對多層印刷電路板之需求亦增加。
圖8為根據本發明之一個例示性實施例之四層印刷電路板的截面視圖，且圖9為根據本發明之另一個例示性實施例之四層印刷電路板的截面視圖。
參照圖8，四層印刷電路板1100包括依序安置的複數個電路圖案層1110，及在複數個電路圖案層1110之間形成的複數個絕緣層1120。亦即，印刷電路板1100包括在底部形成電路圖案層1110-1之絕緣層1120-1、在頂部及底部分別形成電路圖案層1110-2及1110-3之絕緣層1120-2、及在頂部形成電路圖案層1110-4之絕緣層1120-3。
此處，絕緣層1120使電路圖案層1110絕緣。另外，電路圖案層1110可由諸如銅或鎳之金屬組成。雖然圖8中未圖示，但四層印刷電路板1100可在金屬板上形成。此處，金屬板可包括銅、鋁、鎳、金、鉑或選自其之合金。
參照圖9，四層印刷電路板1100可另外包括連接複數個電路圖案層1110中之一些的通孔1130。亦即，可形成通孔1130-1以通過整個印刷電路板1100，或可形成通孔1130-2或通孔1130-3以通過印刷電路板1100之一部分。
通孔1130之內部可用銅(Cu)鍍覆，且接著用環氧樹脂或銅填充。
參照圖8及圖9，在電路圖案層1110-1與電路圖案層1110-2之間形成的絕緣層1120-1(其為最下絕緣層1120-1)及在電路圖案層1110-3與電路圖案層1110-4之間形成的絕緣層1120-3(其為最上絕緣層1120-3)中之至少一者包括根據本發明之一個例示性實施例的環氧樹脂組合物。與此類似，當包括具有高熱導率之環氧樹脂組合物的絕緣層安置在印刷電路板之最上部件及最下部件中之至少一者時，由發熱元件產生之熱量可在垂直方向以及水平方向消散。
此處，包括環氧樹脂組合物之絕緣層1120-1及1120-3之厚度可介於30μm至1mm範圍內。當絕緣層1120-1及1120-3之厚度滿足上述數值範圍時，可實現印刷電路板之表面溫度降低。
另外，複數個絕緣層之絕緣層1120-2可包括含環氧樹脂之玻璃纖維。環氧樹脂之含量可為絕緣層1120-2之40至80重量%。此處，環氧樹脂可包括非晶形環氧化合物。非晶形環氧化合物可為具有兩個或兩個以上環氧基之習知非晶形環氧化合物，例如雙酚A型環氧化合物、雙酚F型環氧化合物、環狀環氧化合物、酚醛清漆(novolac)型環氧化合物或脂族環氧化合物。
含環氧樹脂之玻璃纖維可包括例如FR-4。
圖10為根據本發明之一個例示性實施例之十層印刷電路板的截面視圖，圖11為根據本發明之另一個例示性實施例之十層印刷電路板的截面視圖，且圖12為根據本發明之又一個例示性實施例之十層印刷電路板的截面視圖。
參照圖10至圖12，十層印刷電路板1200包括依序安置的複數個電路圖案層1210，及在複數個電路圖案層1210之間形成的複數個絕緣層1220。
舉例而言，複數個電路圖案層1210-1、......、1210-10依序安置，且複數個絕緣層1220-1、......、1220-9可在複數個電路圖案層1210-1、......、1210-10之間形成。
參照圖10，在電路圖案層1210-1與電路圖案層1210-2之間的絕緣層1220-1(其為最下絕緣層1220-1)及在電路圖案層1210-9與電路圖案層1210-10之間的絕緣層1220-9(其為最上絕緣層1220-9)中之至少一者包括根據本發明之一個例示性實施例的環氧樹脂組合物。
此處，包括環氧樹脂組合物之絕緣層1220-1與1220-9之厚度可介於30μm至1mm範圍內。當絕緣層1220-1及1220-9之厚度滿足上述數值範圍時，可實現印刷電路板之表面溫度降低。
另外，複數個絕緣層之絕緣層1220-2、......、1220-8可包括含環氧樹脂之玻璃纖維。此處，環氧樹脂可包括非晶形環氧化合物。非晶形環氧化合物可為在分子中具有兩個或兩個以上環氧基之習知非晶形環氧化合物，例如雙酚A型環氧化合物、雙酚F型環氧化合物、環狀環氧化合物、酚醛清漆型環氧化合物或脂族環氧化合物。
含環氧樹脂之玻璃纖維可包括例如FR-4。
參照圖11及圖12，除最下絕緣層1220-1及最上絕緣層1220-9之外，其餘絕緣層1220-2、......、1220-8中之至少一些亦可包括根據本發明之一個例示性實施例的環氧樹脂組合物。
圖13為根據本發明之一個例示性實施例之十二層印刷電路板的截面視圖。
參照圖13，十二層印刷電路板1300包括依序安置的複數個電路圖案層1310，及在複數個電路圖案層1310之間形成的複數個絕緣層1320。
舉例而言，複數個電路圖案層1310-1、......、1310-12可依序安置，且複數個絕緣層1320-1、......、1320-11可在複數個電路圖案層1310-1、......、1310-12之間形成。
參照圖13，在電路圖案層1310-1與電路圖案層1310-2之間形成的絕緣層1320-1(其為最下絕緣層1320-1)及在電路圖案層1310-11與電路圖案層1310-12之間形成的絕緣層1320-11(其為最上絕緣層1320-11)中之至少一者包括根據本發明之一個例示性實施例的環氧樹脂組合物。
此處，包括環氧樹脂組合物之絕緣層1320-1及1320-11之厚度可介於30μm至1mm範圍內。當絕緣層1320-1及1320-11之厚度滿足上述數值範圍時，可實現印刷電路板之表面溫度降低。
另外，複數個絕緣層之絕緣層1320-2、......、1320-10可包括含環氧樹脂之玻璃纖維。此處，環氧樹脂可包括非晶形環氧化合物。非晶形環氧化合物可為在分子中具有兩個或兩個以上環氧基之習知非晶形環氧化合物，例如雙酚A型環氧化合物、雙酚F型環氧化合物、環狀環氧化合物、酚醛清漆型環氧化合物或脂族環氧化合物。
含環氧樹脂之玻璃纖維可包括例如FR-4。
雖然圖13中未圖示，但除最下絕緣層1320-1及最上絕緣層1320-11之外的其餘絕緣層1320-2、......、1320-10中之至少一些亦可包括根據本發明之一個例示性實施例的環氧樹脂組合物。
包括於印刷電路板之絕緣層中之根據本發明之一個例示性實施例的環氧樹脂組合物可為包括環氧化合物及無機填充劑之環氧樹脂組合物，該無機填充劑包括如上所述在表面上提供具有官能基之多環芳族烴的表面改質氮化硼。
或者，包括於印刷電路板之絕緣層中之根據本發明之一個例示性實施例的環氧樹脂組合物可為根據第二例示性實施例之環氧樹脂組合物。根據第二例示性實施例之環氧樹脂組合物可包括具有液晶原基結構之結晶環氧化合物、固化劑及無機填充劑，其中相對於總環氧樹脂組合物，該環氧化合物之含量可為7至66重量%、較佳7.5至35重量%、更佳8至30重量%。當環氧化合物之含量為總環氧樹脂組合物之7至66重量%時，可獲得令人滿意的黏結強度且可有助於控制厚度。
此處，環氧化合物可包括具有液晶原基結構之結晶環氧化合物。此處，液晶原基為液晶之基礎單元且具有剛性結構。液晶原基可具有例如如(a)至(e)中所示之剛性結構。
Figure 104126516-A0202-12-0015-8
Figure 104126516-A0202-12-0016-9
Figure 104126516-A0202-12-0016-10
Figure 104126516-A0202-12-0016-11
Figure 104126516-A0202-12-0016-12
具有液晶原基結構之結晶環氧化合物可包括例如4,4'-聯苯醚二縮水甘油醚，亦即SE-4280。
另外，環氧化合物可另外包括非晶形環氧化合物。
相對於總環氧化合物組合物，具有液晶原基結構之結晶環氧化合物的含量可為25至100重量%、較佳45至90重量%且更佳65至80重量%，且非晶形環氧化合物之含量可為0至75重量%、較佳10至55重量%且更佳20至35重量%。
當包括上述數值範圍內之結晶環氧化合物及非晶形環氧化合物時，可有助於結晶，由此增加導熱效應且室溫穩定為可能的。此處，環氧化合物可包括至少一種類型之具有液晶原基結構之結晶環氧化合物。
非晶形環氧化合物可為在分子中具有兩個或兩個以上環氧基之習知非晶形環氧化合物。
非晶形環氧化合物可為例如衍生自以下中之一者的縮水甘油醚化合物：雙酚A；雙酚F；3,3',5,5'-四甲基-4,4'-二羥基二苯基甲烷；4,4'-二羥基二苯基碸；4,4'-二羥基二苯基硫醚；4,4'-二羥基二苯基酮；茀雙酚；4,4'-聯苯酚；3,3',5,5'-四甲基-4,4'-二羥基聯苯；2,2'-聯苯酚；間苯二酚(resorcin)；兒茶酚(catechol)；第三丁基兒茶酚；氫醌；第三丁基氫醌；1,2-二羥基萘；1,3-二羥基萘；1,4-二羥基萘；1,5-二羥基萘；1,6-二羥基萘；1,7-二羥基萘；1,8-二羥基萘；2,3-二羥基萘；2,4-二羥基萘；2,5-二羥基萘；2,6-二羥基萘；2,7-二羥基萘；2,8-二羥基萘；二羥基萘之烯丙基化或聚烯丙基化化合物；二元酚，包括烯丙基化雙酚A、烯丙基化雙酚F及烯丙基化苯酚酚醛清漆；或三元或三元以上酚，包括苯酚酚醛清漆、雙酚A酚醛清漆、鄰甲酚酚醛清漆、間甲酚酚醛清漆、對甲酚酚醛清漆、二甲苯酚酚醛清漆、聚對羥基苯乙烯、參-(4-羥苯基)甲烷、1,1,2,2-肆(4-羥基苯基)乙烷、氟甘胺醇(fluoroglycinol)、連苯三酚(pyrogallol)、第三丁基連苯三酚、烯丙基化連苯三酚、聚烯丙基化連苯三酚、1,2,4-苯三酚、2,3,4-三羥基二苯甲酮、酚芳烷基樹脂、萘酚芳烷基樹脂或基於二環戊二烯之樹脂；及鹵化雙酚，諸如四溴雙酚A；或選自其之混合物。
根據本發明之一個例示性實施例的環氧樹脂組合物可包括固化劑。相對於總環氧樹脂組合物，固化劑之含量可為2至22重量%。當固化劑之含量為總環氧樹脂組合物之2至22重量%時，可獲得令人滿意的黏結強度且可有助於控制厚度。環氧樹脂組合物可包括基於胺之固化劑、基於苯酚之固化劑、基於酸酐之固化劑、基於聚硫醇之固化劑、基於聚胺基醯胺之固化劑、基於異氰酸酯之固化劑及基於嵌段異氰酸酯之固化劑中之至少一者。
基於胺之固化劑可為例如4,4'-二胺基二苯基碸。
基於胺之固化劑的另一個實例可包括脂族胺、聚醚多胺、脂環族胺及芳胺。作為脂族胺，可使用乙二胺、1,3-二胺基丙烷、1,4-二胺基丙烷、己二胺、2,5-二甲基己二胺、三甲基己二胺、二伸乙基三胺、亞胺基雙丙基胺、雙(六亞甲基)三胺、三伸乙基四胺、四伸乙基五胺、五伸乙基六胺、N-羥乙基乙二胺或四(羥乙基)乙二胺。聚醚多胺可為三乙二醇二胺、四 乙二醇二胺、二乙二醇雙(丙胺)、聚氧基丙二胺、聚氧基丙三胺及選自其之混合物中之一者。脂環族胺可為可使用的異佛爾酮二胺(isophorone diamine)、間并苯二胺、N-胺基乙基哌嗪、雙(4-胺基-3-甲基二環己基)甲烷、雙(胺基甲基)環己烷、3,9-雙(3-胺基丙基)2,4,8,10-四氧雜螺(5,5)十一烷或降冰片烯二胺(norbornene diamine)。芳族胺可為以下中之一者：四氯對二甲苯二胺、間二甲苯二胺、對二甲苯二胺、間苯二胺、鄰苯二胺、對苯二胺、2,4-二胺基苯甲醚、2,4-甲苯二胺、2,4-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基二苯基甲烷、4,4'-二胺基-1,2-二苯基乙烷、2,4-二胺基二苯基碸、間胺基苯酚、間胺基苯甲胺、苯甲基二甲胺、2-二甲胺基甲基)苯酚、三乙醇胺、甲基苯甲胺、α-(間胺基苯基)乙胺、α-(對胺基苯基)乙胺、二胺基二乙基二甲基二苯基甲烷、α,α'-雙(4-胺基苯基)-對二異丙基苯及選自其之混合物。
基於苯酚之固化劑可為例如以下中之一者：雙酚A、雙酚F、4,4'-二羥基二苯基甲烷、4,4'-二羥基二苯基醚、1,4-雙(4-羥基苯氧基)苯、1,3-雙(4-羥基苯氧基)苯、4,4'-二羥基二苯基硫醚、4,4'-二羥基二苯基酮、4,4'-二羥基二苯基碸、4,4'-二羥基二苯基酯、4,4'-二羥基聯苯、2,2'-二羥基聯苯、10-(2,5-二羥基苯基)-10H-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、苯酚酚醛清漆、雙酚A酚醛清漆、鄰甲酚酚醛清漆、間甲酚酚醛清漆、對甲酚酚醛清漆、二甲苯酚酚醛清漆、聚對羥基苯乙烯、氫醌、間苯二酚、兒茶酚、第三丁基兒茶酚、第三丁基氫醌、氟甘胺醇、連苯三酚、第三丁基連苯三酚、烯丙基化連苯三酚、聚烯丙基化連苯三酚、1,2,4-苯三酚、2,3,4-三羥基二苯甲酮、1,2-二羥基萘、1,3-二羥基萘、1,4-二羥基萘、1,5-二羥基萘、1,6-二羥基萘、1,7-二羥基萘、1,8-二羥基萘、2,3-二羥基萘、2,4-二羥基萘、2,5-二羥基萘、2,6-二羥基萘、2,7-二羥基萘、2,8-二羥基萘、二羥基萘之烯丙基化或聚烯丙基化化合物、烯丙基化雙酚A、烯丙基化雙酚F、烯丙基化苯酚酚醛清漆、烯丙基化連苯三酚及選自其之混合物。
基於酸酐之固化劑可為例如以下中之一者：十二烯基丁二酸酐、聚(己二酸酐)、聚(壬二酸酐)聚(癸二酸酐)、聚(乙基十八烷二)酸酐、聚(苯基十六烷二)酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基雙環庚烯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、三烷基四 氫鄰苯二甲酸酐、甲基環己烯二甲酸酐、甲基環己烯四甲酸酐、鄰苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、苯均四酸酐、二苯甲酮四甲酸酐、乙二醇雙(偏苯三酸酯)酸酐、HET酸酐、耐地酸酐(nadic anhydride)、甲基耐地酸酐、5-(2,5-二側氧基四氫-3-呋喃基)-3-甲基-3-環己烷-1,2-二甲酸酐、3,4-二羧基-1,2,3,4-四氫-1-萘丁二酸二酐、1-甲基-二羧基-1,2,3,4-四氫-1-萘丁二酸二酐及選自其之混合物。
可使用兩個或兩個以上類型之上述固化劑之組合。
根據本發明之一個例示性實施例的環氧樹脂組合物可另外包括固化促進劑。固化促進劑可為例如基於胺之固化促進劑、基於咪唑之固化促進劑、基於有機膦之固化促進劑或路易斯酸(Lewis acid)固化促進劑，且特定言之，三級胺，諸如1,8-二氮雜二環(5,4,0)十一烯-7、三伸乙基二胺、苯甲基二甲胺、三乙醇胺、二甲胺基乙醇或參(二甲胺基甲基)苯酚；咪唑，諸如2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑或2-十七基咪唑；有機膦，諸如三丁基膦、甲基二苯基膦、三苯基膦、二苯基膦或苯基膦；經四取代之鏻 經四取代之硼酸鹽，諸如四苯基鏻四苯基硼酸鹽、四苯基鏻乙基三苯基硼酸鹽及四丁基鏻四丁基硼酸鹽；或四苯基硼鹽，諸如2-乙基-4-甲基咪唑 四苯基硼酸鹽或N-甲基嗎啉四苯基硼酸鹽。
相對於總環氧樹脂組合物，根據第二例示性實施例之環氧樹脂組合物可包括17至90重量%之無機填充劑。當無機填充劑之含量為17至90重量%時，可改良環氧樹脂組合物之高導熱特性、低熱膨脹特性及高溫耐熱性。隨著無機填充劑之含量增加，高導熱特性、低熱膨脹特性及高溫耐熱性得以改良。然而，此等特性未藉由無機填充劑之體積分率改良，而是使用特定含量之無機填充劑顯著改良。另一方面，當無機填充劑之含量大於90重量%時，黏度增加且因此成型性劣化。
根據第二例示性實施例，無機填充劑可包括氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、碳化矽、結晶矽石、硫酸鋇、碳黑、聚甲基倍半矽氧烷(PMSSO)及選自其之混合物中之至少一者。
在下文中，根據本發明之一個例示性實施例，將描述一些絕緣層包括根據第二例示性實施例之環氧樹脂組合物的印刷電路板與所有絕 緣層包括FR-4之印刷電路板之間的散熱效能的比較結果。
在下文中，實例2-1至2-5之絕緣層中所包括之環氧樹脂組合物為包括6.6重量%之具有液晶原基結構之結晶環氧化合物、2.2重量%之雙酚A型非晶形環氧化合物、3.2重量%之二胺基二苯碸及88重量%之氧化鋁的組合物，且熱導率為10.03w/mK。
藉由將根據實例及比較實例之印刷電路板漂浮在288℃焊料10秒/循環來施加熱應力10個循環。此處，記錄電路圖案層及絕緣層彼此分離或孔隙開始膨脹之循環。
升溫為藉由附接基於陶瓷之熱源，在上面熱電偶固定於根據實例及比較實例之印刷電路板，且在室溫(25℃)下量測熱源之溫度所獲得的結果。將相同輸出(電壓×安培)施加於根據實例及比較實例之印刷電路板，接著量測溫度。藉由將在施加輸出後所測得的溫度減去在室溫下所測得的溫度所獲得的結果確定為升溫。
表4展示圖8及圖9中所示之四層印刷電路板之間的散熱效能的比較結果。
Figure 104126516-A0202-12-0020-13
參照表4，可以看出實例2-1及比較實例2-1之四層印刷電路板可抵抗10個循環的熱應力。另外，與所有絕緣層包括FR-4之比較實例2-1(升溫：60.7℃)相比，下部絕緣層1120-1及上部絕緣層1120-3包括環氧樹脂組合物之實例2-1的升溫(升溫：53.0℃)低。因此，推斷與比較實例2-1相比，實例2-1之印刷電路板具有優異的散熱效能。
以下，表5展示圖10至圖12中所示之10層印刷電路板之間的散熱效能的比較結果。
Figure 104126516-A0202-12-0021-14
Figure 104126516-A0202-12-0022-15
如表5中所示，可以看出實例2-2至2-4及比較實例2-2之十層印刷電路板亦抵抗全部10個循環之熱應力。另外，與所有絕緣層包括FR-4之比較實例2-2(升溫：70.1℃)相比，所有或一些絕緣層包括環氧樹脂組合物之實例2-2、2-3及2-4之升溫低。因此，推斷與比較實例2-2相比，實例2-2至2-4之印刷電路板展現優異的散熱效能。
以下，表6展示圖13中所示之十二層印刷電路板之散熱效能的比較結果。
Figure 104126516-A0202-12-0022-16
如表6中所示，可以看出實例2-5及比較實例2-3之十二層 印刷電路板抵抗全部10個循環之熱應力。另外，與所有絕緣層包括FR-4之比較實例2-3(升溫：74.0℃)相比，所有或一些絕緣層包括環氧樹脂組合物之實例2-5的升溫(升溫：66.8℃)低。因此，推斷與比較實例2-3相比，實例2-5之印刷電路板展現優異的散熱效能。
如上所述，可以看出當多層印刷電路板中之至少一些絕緣層包括環氧樹脂組合物，該環氧樹脂組合物包括具有液晶原基結構之結晶環氧化合物、固化劑及無機填充劑時，該印刷電路板展現優異的散熱效能。
另外，根據本發明之一個例示性實施例之印刷電路板的絕緣層中所包括的環氧樹脂組合物可為根據第三例示性實施例之環氧樹脂組合物。
根據第三例示性實施例之環氧樹脂組合物可為包括具有結晶環氧化合物之環氧化合物、固化劑及包括玻璃纖維之無機填充劑的環氧樹脂組合物。
根據第三例示性實施例之環氧樹脂組合物包括3至60重量%之包括結晶環氧化合物之環氧化合物、0.5至22重量%之固化劑及18至96.5重量%之包括玻璃纖維之無機填充劑。
當根據第三例示性實施例之環氧樹脂組合物包括3至60重量%之環氧化合物時，由於令人滿意的硬度，故獲得優異的黏結強度且有助於控制厚度。另外，當根據第三例示性實施例之環氧樹脂組合物包括0.5至22重量%之固化劑時，有助於固化且獲得令人滿意的硬度及優異的黏結強度。另外，當根據第三例示性實施例之環氧樹脂組合物包括18至96.5重量%之包括玻璃纖維之無機填充劑時，獲得優異的熱導率及低電導率，且獲得低溫膨脹特性、高耐熱性及優異的成型性。
根據第三例示性實施例之環氧樹脂組合物可另外包括非晶形環氧化合物。相對於10重量份之結晶環氧化合物，非晶形環氧化合物之含量可為1至40重量份。當包括上述比率之結晶環氧化合物及非晶形環氧化合物時，可增加室溫穩定性。
另外，根據第三例示性實施例之環氧樹脂組合物中所包括的固化劑可包括基於胺之固化劑、基於苯酚之固化劑、基於酸酐之固化劑、 基於聚硫醇之固化劑、基於聚胺基醯胺之固化劑、基於異氰酸酯之固化劑及基於嵌段異氰酸酯之固化劑中之至少一者。
另外，根據第三例示性實施例之環氧樹脂組合物包括18至96.5重量%之包括玻璃纖維之無機填充劑。當包括如上所述之相同含量的包括玻璃纖維之無機填充劑時，可獲得具有低介電常數及優異的熱導率的環氧樹脂組合物。
此處，玻璃纖維之含量可為總環氧樹脂組合物之25至55重量%且較佳30至50重量%。當玻璃纖維之含量小於25重量%時，由於低介電常數，故難以用於絕緣層。當玻璃纖維之含量大於55重量%時，無法獲得所需水準之熱導率且可能難以進行加工。
同時，根據第三例示性實施例之環氧樹脂組合物可另外包括氮化硼及氧化鋁中之至少一者作為無機填充劑。此處，氮化硼及氧化鋁中之至少一者的含量可為總環氧樹脂組合物之1至25重量%、較佳5至25重量%且更佳10至20重量%。此處，該含量可指代當環氧樹脂組合物包括氮化硼或氧化鋁時，氮化硼或氧化鋁之含量，且指代當環氧樹脂組合物包括氮化硼及氧化鋁時，氮化硼及氧化鋁之含量。當氮化硼及氧化鋁中之至少一者的含量小於總環氧樹脂組合物之1重量%時，難以獲得所需水準之熱導率。當氮化硼及氧化鋁中之至少一者的含量大於總環氧樹脂組合物之25重量%時，介電常數增加。
此處，相對於10重量份之玻璃纖維，可包括3至7重量份之氮化硼，且相對於10重量份之玻璃纖維，可另外包括3至5重量份之氧化鋁。當包括上述數值範圍內之玻璃纖維、氮化硼及氧化鋁時，可獲得具有高熱導率及令人滿意的介電常數的環氧樹脂組合物。
另外，根據第三例示性實施例之環氧樹脂組合物可另外包括氮化鋁及矽石中之至少一者作為無機填充劑。
在下文中，將參照實例及比較實例進一步詳細描述本發明。
<實例3-1>
將35重量%之結晶環氧化合物(4,4'-聯苯醚二縮水甘油醚)、12.5重量%之4,4'-二胺基苯基碸及2.5重量%之固化促進劑溶解於MEK 中20分鐘，添加50重量%之玻璃纖維且接著攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得實例3-1之環氧樹脂組合物。
<實例3-2>
將35重量%之結晶環氧化合物(4,4'-聯苯醚二縮水甘油醚)、12.5重量%之4,4'-二胺基苯基碸及2.5重量%之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加40重量%之玻璃纖維及10重量%之氮化硼，且接著攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得實例3-2之環氧樹脂組合物。
<實例3-3>
將20重量%之結晶環氧化合物(4,4'-聯苯醚二縮水甘油醚)、15重量%之式4之非晶形環氧化合物、12.5重量%之4,4'-二胺基苯基碸及2.5重量%之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加40重量%之玻璃纖維及10重量%之氮化硼，且接著攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得實例3-3之環氧樹脂組合物。
<實例3-4>
將30重量%之結晶環氧化合物(4,4'-聯苯醚二縮水甘油醚)、5重量%之式4之非晶形環氧化合物、12.5重量%之4,4'-二胺基苯基碸及2.5重量%之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加40重量%之玻璃纖維及10重量%之氮化硼，且接著攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得實例3-4之環氧樹脂組合物。
<實例3-5>
將35重量%之結晶環氧化合物(4,4'-聯苯醚二縮水甘油醚)、12.5重量%之4,4'-二胺基苯基碸及2.5重量%之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加40重量%之玻璃纖維及10重量%之氧化鋁，且接著攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得實例3-5之環氧樹脂組合物。
<實例3-6>
將35重量%之結晶環氧化合物(4,4'-聯苯醚二縮水甘油醚)、12.5重量%之4,4'-二胺基苯基碸及2.5重量%之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加30重量%之玻璃纖維及20重量%之氧化鋁，且接著攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得實例3-6之環氧樹脂組合物。
<實例3-7>
將35重量%之結晶環氧化合物(4,4'-聯苯醚二縮水甘油醚)、12.5重量%之4,4'-二胺基苯基碸及2.5重量%之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加30重量%之玻璃纖維及20重量%之氧化鋁，且接著攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得實例3-7之環氧樹脂組合物。
<實例3-8>
將35重量%之結晶環氧化合物(4,4'-聯苯醚二縮水甘油醚)、12.5重量%之4,4'-二胺基苯基碸及2.5重量%之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加30重量%之玻璃纖維及10重量%之氧化鋁，且接著攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得實例3-8之環氧樹脂組合物。
<比較實例3-1>
將35重量%之式4之非晶形環氧化合物、12.5重量%之4,4'-二胺基苯基碸及2.5重量%之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加50重量%之玻璃纖維，且接著攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例3-1之環氧樹脂組合物。
<比較實例3-2>
將35重量%之式4之非晶形環氧化合物、12.5重量%之4,4'-二胺基苯基碸及2.5重量%之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加30重量%之玻璃纖維、10重量%之氮化硼及10重量%之氧化鋁，且接著攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小 時，由此獲得比較實例3-2之環氧樹脂組合物。
<比較實例3-3>
將35重量%之結晶環氧化合物(4,4'-聯苯醚二縮水甘油醚)、12.5重量%之4,4'-二胺基苯基碸及2.5重量%之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加50重量%之氧化鋁，且接著攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例3-3之環氧樹脂組合物。
<比較實例3-4>
將35重量%之結晶環氧化合物(4,4'-聯苯醚二縮水甘油醚)、12.5重量%之4,4'-二胺基苯基碸及2.5重量%之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加20重量%之玻璃纖維、15重量%之氮化硼及15重量%之氧化鋁，且接著攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例3-4之環氧樹脂組合物。
<比較實例3-5>
將25重量%之結晶環氧化合物(4,4'-聯苯醚二縮水甘油醚)、12.5重量%之4,4'-二胺基苯基碸及2.5重量%之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加60重量%之玻璃纖維且接著攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例3-5之環氧樹脂組合物。
<實驗實例>
在固化自實例3-1至3-8及比較實例3-1至3-3獲得之組合物後，藉由使用由NETZSCH製造之LFA447型熱導率計之瞬態熱線法量測熱導率，且藉由使用由Agilent Technologies製造之E4991A RF阻抗/材料分析儀之RF/IV技術量測介電常數。
表7至表9展示實例與比較實例之間的熱導率及介電常數的比較結果。
Figure 104126516-A0202-12-0027-17
Figure 104126516-A0202-12-0028-18
Figure 104126516-A0202-12-0028-19
參照表7，可以看出包括結晶環氧化合物、固化劑及作為無機填充劑之玻璃纖維之實例3-1之環氧樹脂組合物與包括與實例3-1相同之含量比的非晶形環氧化合物、固化劑及作為無機填充劑之玻璃纖維之比較實例3-1之環氧樹脂組合物相比，具有類似介電常數，但較高熱導率。
參照表8，可以看出包括結晶環氧化合物、固化劑及作為無機填充劑之玻璃纖維之實例3-8之環氧樹脂組合物與包括與實例3-8相同之含量比的非晶形環氧化合物、固化劑及作為無機填充劑之玻璃纖維之比較實例3-2之環氧樹脂組合物相比，具有類似介電常數，但較高熱導率。
另外，參照表9，可以看出包括玻璃纖維作為無機填充劑之實例3-1至3-8之環氧樹脂組合物具有市售範圍之介電常數(小於5)。可以看出不含玻璃纖維作為無機填充劑之比較實例3-3之環氧樹脂組合物與實例3-1至3-8之環氧樹脂組合物相比，具有較高熱導率，但具有超過市售範圍之介電常數(5.58)，且因此比較實例3-3之環氧樹脂組合物不適合用於絕緣層。另外，可以看出玻璃纖維之含量小於環氧樹脂組合物之25重量%之比較實例3-4之環氧樹脂組合物具有超過市售範圍之介電常數(5.12)且因此不適合用於絕緣層。可以看出玻璃纖維之含量超過環氧樹脂組合物之55重量%之比較實例3-5之環氧樹脂組合物具有市售範圍內之介電常數 (3.62)，但具有低熱導率。
繼續參照表9，可以看出與僅包括玻璃纖維作為無機填充劑之實例3-1之環氧樹脂組合物相比，另外包括氮化硼及/或氧化鋁之實例3-2至3-8之環氧樹脂組合物具有較高熱導率。另外，可以看出與實例3-2至3-5及3-7之環氧樹脂組合物相比，相對於10重量份之玻璃纖維，包括3至7重量份之氮化硼之實例3-6之環氧樹脂組合物及另外包括3至5重量份之氧化鋁之實例3-8之環氧樹脂組合物具有類似介電常數，但具有較高熱導率。
或者，根據本發明之一個例示性實施例之印刷電路板的絕緣層中所包括的環氧樹脂組合物可為根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物。
根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物包括二環戊二烯(DCPD)型環氧化合物、固化劑及包括平面氮化硼之無機填充劑。
DCPD型環氧化合物及固化劑之含量可為總環氧樹脂組合物之10至70重量%且較佳20至50重量%，且無機填充劑之含量可為總環氧樹脂組合物之30至90重量%且較佳50至80重量%。當環氧化合物及固化劑之含量包括於總環氧樹脂組合物之10至70重量%範圍內時，可獲得令人滿意的黏結強度且可有助於控制厚度。另外，當無機填充劑之含量為30至90重量%時，可改良環氧樹脂組合物之高導熱特性、低熱膨脹特性及高溫耐熱性。隨著無機填充劑之含量增加，高導熱特性、低熱膨脹特性及高溫耐熱性可得以改良。然而，上述特性未藉由無機填充劑之體積分率改良，而是使用特定含量之無機填充劑顯著改良。另一方面，當無機填充劑之含量大於90重量%時，黏度增加且因此成型性劣化。
根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物中所包括的DCPD型環氧化合物可為例如式5至式7中之至少一者。然而，本發明不限於此，且可包括各種DCPD型環氧化合物，而非式5至式7。
Figure 104126516-A0202-12-0030-20
Figure 104126516-A0202-12-0030-21
Figure 104126516-A0202-12-0030-22
另外，根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物可另外包括雙酚型環氧化合物、環狀環氧化合物、酚醛清漆型環氧化合物、脂族環氧化合物及其經修飾之環氧化合物中之至少一者。當根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物另外包括雙酚型環氧化合物時，可增加室溫穩定性。
根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物中所包括的固化劑可包括基於胺之固化劑、基於二甲苯之固化劑、基於酸酐之固化劑、基於苯酚之固化劑、基於DCPD之固化劑及基於TCPD之固化劑中之至少一者。舉例而言，根據本發明之一個例示性實施例之環氧樹脂組合物中所包括的固化劑可為式8之雙氰胺、式9之二胺基二苯基碸及式10之6-H-二苯并[c,e][1,2]氧雜磷雜環己烯-6-[2,5-雙(環氧乙基甲氧基)苯基]-6-氧化物-胺基三嗪酚醛清漆(DOPO-ATN)中之至少一者。
Figure 104126516-A0202-12-0031-23
Figure 104126516-A0202-12-0031-24
Figure 104126516-A0202-12-0031-25
相對於1當量之DCPD型環氧化合物，根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物可包括0.6至1.1當量之固化劑。舉例而言，相對於10重量份之式5之DCPD型環氧化合物，式8之固化劑之含量可為0.1至10重量份、較佳1至6重量份且更佳2至4重量份。當包括此類數值範圍內之環氧化合物及固化劑時，可獲得令人滿意的黏結強度且可有助於控制厚度。
根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物可另外包括固化促進劑。固化促進劑可為例如基於胺之固化促進劑、基於咪唑之固化促進劑、基於脲之固化促進劑或基於酸之固化促進劑，且特定言之，三級胺，諸如1,8-二氮雜二環(5,4,0)十一烯-7、三伸乙基二胺、苯甲基二甲胺、三乙醇胺、二甲胺基乙醇或參(二甲胺基甲基)苯酚；或咪唑，諸如2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑或2-十七基咪唑。
式11為咪唑型固化促進劑之實例。
Figure 104126516-A0202-12-0032-26
根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物包括具有平面氮化硼之無機填充劑。根據本發明之一個例示性實施例之多層印刷電路板的絕緣層的厚度為30至65μm。此處，絕緣層中所包括的環氧樹脂組合物之無機填充劑的D95必須限於絕緣層厚度之90%或90%以下。其原因在於當無機填充劑之D95大於絕緣層厚度之90%時，成型性劣化且對電路圖案之黏結效能劣化。同時，隨著粒徑減小，球形無機填充劑具有較大比表面積且與環氧化合物之接觸面積增加。因此，由於環氧化合物具有許多羥基，故介電常數增加。當根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物包括平面氮化硼時，可由於小粒徑及小比表面積而維持低介電常數。此處，平面氮化硼在長度方向之D50可為8μm或8μm以上且較佳8至30μm。當平面氮化硼在長度方向之D50在上述數值範圍內時，可獲得具有低介電常數且易於成型之環氧樹脂組合物。
此處，平面氮化硼之含量可為總環氧樹脂組合物之10至65重量%。當平面氮化硼之含量小於總環氧樹脂組合物之10重量%時，環氧樹脂組合物之介電常數增加。另外，當平面氮化硼之含量大於總環氧樹脂組合物之65重量%時，產生孔隙且因此剝離強度減小。
根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物可另外包括以下中之至少一者：基於陶瓷之無機填充劑，包括氧化鋁、氮化鋁、球形氮化硼、氮化矽、碳化矽、氧化鈹及氧化鈰中之至少一者；基於碳之無機填充劑，包括鑽石(diamond)、碳奈米管(carbon nanotube)及石墨烯(graphene)中之至少一者；及絕緣金屬粒子。
此處，相對於10重量份之平面氮化硼，基於陶瓷之無機填充劑及基於碳之無機填充劑中之至少一者的含量可為1.53至65重量份、較佳5至50重量份且更佳10至30重量份。當包括上述數值範圍內之平面氮化硼及基於陶瓷之無機填充劑及基於碳之無機填充劑中之至少一者時，可 獲得具有高熱導率及低介電常數之環氧樹脂組合物。
根據第四例示性實施例，環氧化合物、固化劑及無機填充劑可使用球磨機、葉輪混合、珠磨機、籃式研磨機、行星式磨機、戴諾磨機(dyno mill)或3輥磨機混合。此處，為均勻分散，可添加溶劑及分散劑。可添加溶劑以控制黏度，且溶劑之黏度可為1至100,000cps。溶劑可包括例如水、甲醇、乙醇、異丙醇、丁基卡必醇(butylcarbitol)、MEK、甲苯、二甲苯、二乙二醇、甲醯胺、α-萜品醇(α-terpineol)、γ-丁內酯、甲基賽珞蘇(methyl cellosolve)、丙基甲基賽珞蘇、環戊酮、丁基賽珞蘇(BCE)及二元酯(DBE)中之至少一者。另外，分散劑可選自由以下組成之群：非離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、陰離子界面活性劑、辛醇及基於丙烯酸及胺基甲酸酯之聚合物。
根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物可另外包括基於矽烷之添加劑以增加粒子之間的結合。基於矽烷之添加劑可為例如1-三甲基矽烷基丁-1-炔-3-醇、烯丙基三甲基矽烷、甲烷磺酸三甲基矽烷酯、三氯乙酸三甲基矽烷酯、乙酸甲基三甲基矽烷酯或三甲基矽烷基丙酸。
根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物可另外包括磷(P)以增加阻燃性。磷之含量可為環氧化合物、固化劑及固化促進劑之0.5至4重量%。
當根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物應用於多層印刷電路板之絕緣層時，複數個絕緣層(例如N個數目之絕緣層)中15至80%之絕緣層可包括根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物。當包括根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物的絕緣層佔N個數目之絕緣層的小於15%時，無法獲得印刷電路板之表面溫度降低。另外，當包括根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物的絕緣層佔N個數目之絕緣層的大於80%時，難以加工印刷電路板。
此處，將參照實例及比較實例進一步詳細描述本發明。
<實例4-1>
將19.3重量%之式5之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中 20分鐘，添加40重量%之氧化鋁及35重量%之平面氮化硼(在長度方向之D50：10至20μm)，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得實例4-1之環氧樹脂組合物。
<比較實例4-1>
將19.3重量%之式5之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加75重量%之氧化鋁，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例4-1之環氧樹脂組合物。
<比較實例4-2>
將19.3重量%之式5之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加70重量%之氧化鋁及5重量%之平面氮化硼(在長度方向之D50：10至20μm)，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例4-2之環氧樹脂組合物。
<比較實例4-3>
將19.3重量%之式5之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加5重量%之氧化鋁及70重量%之平面氮化硼(在長度方向之D50：10至20μm)，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例4-3之環氧樹脂組合物。
<比較實例4-4>
將19.3重量%之式12之酚醛清漆型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加40重量%之氧化鋁及35重量%之平面氮化硼(在長度方向之D50：10至20μm)，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例4-4之環氧樹脂組合物。
Figure 104126516-A0202-12-0035-27
<比較實例4-5>
將19.3重量%之式5之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加40重量%之氧化鋁及35重量%之平面氮化硼(在長度方向之D50：5μm)，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例4-5之環氧樹脂組合物。
<比較實例4-6>
將19.3重量%之式5之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中20分鐘，添加75重量%之玻璃纖維，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，用所得溶液塗佈銅板且在150℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例4-6之環氧樹脂組合物。
<實驗實例>
在自實例4-1及比較實例4-1至4-6獲得之環氧樹脂組合物固化後，根據ASTM E1461使用熱導率計量測熱導率，使用IPC-TM-650 2.5.5.9量測介電常數且使用IPC-TM-650 2.4.8量測剝離強度。
表10展示實例與比較實例之間的熱導率、介電常數及剝離強度的比較結果。
Figure 104126516-A0202-12-0035-28
參照表10，可以看出如實例4-1中所述之根據第四例示性實施例之環氧樹脂組合物的熱導率為4w/mK或4w/mK以上，在1GHz下之介電常數為4或4以下，且在1oz下之剝離強度為1kgf/cm或1kgf/cm以上。
另一方面，可以看出不包括或包括小於總環氧樹脂組合物之10重量%之平面氮化硼的比較實例4-1及4-2的介電常數高於4，且因此不適合用於絕緣層。另外，可以看出包括大於總環氧樹脂組合物之65重量%之平面氮化硼的比較實例4-3由於產生孔，故剝離強度為1kgf/cm。
雖然包括與實例4-1中相同含量之包括平面氮化硼之無機填充劑，但可以看出，在使用酚醛清漆型環氧樹脂之比較實例4-4及使用具有與實例4-1中相同組成比但在長度方向之D50小於8μm之平面氮化硼之比較實例4-5中，介電常數高於4。另外，可以看出在包括玻璃纖維之比較實例4-6中，介電常數為4或4以下，但熱導率低。
在下文中，將描述一些絕緣層包括根據本發明之一個例示性實施例之環氧樹脂組合物的印刷電路板的散熱效能的比較結果。
在下文中，在表11中，環氧樹脂組合物係指實例4-1之環氧樹脂組合物，且FR-4係指比較實例4-6之環氧樹脂組合物。
藉由將根據實例及比較實例之印刷電路板漂浮在288℃焊料10秒/循環來施加熱應力10個循環。此處，記錄電路圖案層及絕緣層彼此分離或孔隙開始膨脹之循環。
升溫為藉由附接基於陶瓷之熱源，在上面熱電偶固定於實例及比較實例之印刷電路板，且在室溫(25℃)下量測熱源之溫度所獲得的結果。將相同輸出(電壓×安培)施加於實例及比較實例之印刷電路板，接著量測溫度。藉由將在施加輸出後所測得的溫度減去在室溫下所測得的溫度所獲得的結果確定為升溫。
表11展示十層印刷電路板之間的散熱效能的比較結果。
Figure 104126516-A0202-12-0037-29
如表11中所示，可以看出實例4-2至4-3及比較實例4-7至4-8之所有十層印刷電路板可抵抗10個循環之熱應力。然而，與所有絕緣層包括FR-4之比較實例4-8(升溫：70.1℃)相比，所有或一些絕緣層包括環氧樹脂組合物之實例4-2至4-3及比較實例4-7具有低升溫。因此，可以看出實例4-2至4-3及比較實例4-7之印刷電路板與比較實例4-8相比，具有較大散熱效能。然而，在大於80%之絕緣層包括本發明之環氧樹脂組合物的比較實例4-7之印刷電路板中，升溫低，但由通孔造成之加工缺陷率增加。
或者，根據本發明之一個例示性實施例之印刷電路板的絕緣層中所包括的環氧樹脂組合物可為根據第五例示性實施例之環氧樹脂組合物。
根據第五例示性實施例之環氧樹脂組合物包括環氧化合物、固化劑及包括空心填充劑及氮化硼之無機填充劑。
此處，環氧化合物及固化劑之含量可為總環氧樹脂組合物之10至70重量%且較佳20至50重量%，且無機填充劑之含量可為總環氧樹脂組合物之30至90重量%且較佳50至80重量%。當環氧化合物及固化劑之含量為總環氧樹脂組合物之10至70重量%時，實現令人滿意的黏結強度且可有助於控制厚度。另外，當無機填充劑之含量為30至90重量%時，可改良環氧樹脂組合物之高導熱特性、低熱膨脹特性及高溫耐熱性。由於無機填充劑之含量較高，故高導熱特性、低熱膨脹特性及高溫耐熱性得以改良。然而，改良藉由無機填充劑之體積分率實現，且使用其特定含量顯著實現。另一方面，當無機填充劑之含量大於90重量%時，黏度增加且因此成型性劣化。
根據第五例示性實施例之環氧樹脂組合物中所包括的環氧化合物可包括DCPD型環氧化合物及酚醛清漆型環氧化合物中之至少一者。
DCPD型環氧化合物可包括例如式13之化合物。本發明不限於此，且除了式13之化合物，可包括各種DCPD型環氧化合物。
Figure 104126516-A0202-12-0039-30
酚醛清漆型環氧化合物可包括例如式14之化合物。本發明不限於此，且除了式14之化合物，可包括各種酚醛清漆型環氧化合物。
Figure 104126516-A0202-12-0039-31
另外，根據第五例示性實施例之環氧樹脂組合物可另外包括非晶形環氧化合物。相對於10重量份之DCPD型環氧化合物或酚醛清漆型環氧化合物，非晶形環氧化合物之含量可為1至40重量份。當包括上述比率之非晶形環氧化合物時，可增加室溫穩定性。
非晶形環氧化合物之實例展示於式15中。式15表示雙酚A型環氧化合物。
Figure 104126516-A0202-12-0039-32
根據第五例示性實施例之環氧樹脂組合物中所包括的固化劑可包括基於胺之固化劑、基於二甲苯之固化劑、基於酸酐之固化劑、基於苯酚之固化劑、基於DCPD之固化劑及基於TCPD之固化劑中之至少一者。舉例而言，根據第五例示性實施例之環氧樹脂組合物中所包括的固化劑可為式8之雙氰胺、式9之二胺基二苯基碸及式10之DOPO-ATN中之至少一者。
相對於1當量之環氧化合物，根據第五例示性實施例之環氧樹脂組合物可包括0.6至1.1當量之固化劑。舉例而言，相對於10重量份之式13之DCPD型環氧化合物，式8之固化劑之含量可為0.1至10重量份、較佳1至6重量份且更佳2至4重量份。當包括上述數值範圍內之環氧化合物及固化劑時，實現令人滿意的黏結強度且可有助於控制厚度。
根據第五例示性實施例之環氧樹脂組合物可另外包括固化促進劑。
根據第五例示性實施例之環氧樹脂組合物包括具有空心填充劑及氮化硼之無機填充劑。此處，空心填充劑可具有空心玻璃泡(HGB)。HGB之截面展示於圖14中。參照圖14，HGB 2100在中間具有氣隙2110且具有約0.6g/cc之密度，約200MPa之硬度及10至30μm之直徑，其中該氣隙之空氣體積為HGB之70至90體積%。當如上所述包括HGB作為無機填充劑時，可減小環氧樹脂組合物之介電常數。詳言之，當HGB之直徑及空氣體積在此類數值範圍內時，可維持高熱導率及低介電常數。
此處，相對於10重量份之空心填充劑，可包括0.1至100重量份之氮化硼。當包括此類數值範圍內之空心填充劑及氮化硼時，可獲得具有高熱導率及低介電常數之環氧樹脂組合物。
另外，HGB之表面可用氧化鋁塗佈。圖15為用氧化鋁塗佈之HGB(Al-HGB)之截面。參照圖15，HGB 2100用氧化鋁2120塗佈為5至20μm厚。當氧化鋁以5至20μm之厚度施用時，可增加HGB之導熱效能。
另外，根據第五例示性實施例，無機填充劑可另外包括氧化鋁。此處，相對於10重量份之HGB，氮化硼之含量可為1至20重量份，且氧化鋁之含量可為1至35重量份。包括此類數值範圍內之HGB、氮化硼及氧化鋁，可獲得具有高熱導率及低介電常數之環氧樹脂組合物。
另外，根據第五例示性實施例之環氧樹脂組合物可另外包括以下中之至少一者：基於陶瓷之無機填充劑，包括氮化鋁、氮化矽、碳化矽、氧化鈹及氧化鈰中之至少一者；基於碳之無機填充劑，包括鑽石、碳奈米管及石墨烯中之至少一者；及絕緣金屬粒子。
在下文中，將參照實例及比較實例進一步詳細描述本發明。
<實例5-1>
將19.3重量%之式13之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中30分鐘，添加20重量%之HGB及55重量%之氮化硼，且攪拌所得溶液 2小時。在攪拌後，銅板用溶液塗佈至60μm之厚度，在120℃下固化1.5小時且在40kgf/cm2下在180℃下加壓1.5小時，由此獲得實例5-1之環氧樹脂組合物。
<實例5-2>
將19.3重量%之式13之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中30分鐘，添加20重量%之Al-HGB及55重量%之氮化硼，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，銅板用溶液塗佈至60μm之厚度，在120℃下固化1.5小時且在40kgf/cm2下在180℃下加壓1.5小時，由此獲得實例5-2之環氧樹脂組合物。
<實例5-3>
將19.3重量%之式13之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中30分鐘，添加20重量%之Al-HGB、40重量%之氮化硼及15重量%之氧化鋁，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，銅板用溶液塗佈至60μm之厚度，在120℃下固化1.5小時且在40kgf/cm2下在180℃下加壓1.5小時，由此獲得實例5-3之環氧樹脂組合物。
<實例5-4>
將19.3重量%之式13之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中30分鐘，添加15重量%之Al-HGB、25重量%之氮化硼及35重量%之氧化鋁，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，銅板用溶液塗佈至60μm之厚度，在120℃下固化1.5小時且在40kgf/cm2下在180℃下加壓1.5小時，由此獲得實例5-4之環氧樹脂組合物。
<實例5-5>
將19.3重量%之式13之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中30分鐘，添加20重量%之Al-HGB、25重量%之氮化硼及30重量%之氧化鋁，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，銅板用溶液塗佈至60μm之 厚度，在120℃下固化1.5小時且在40kgf/cm2下在180℃下加壓1.5小時，由此獲得實例5-5之環氧樹脂組合物。
<比較實例5-1>
將19.3重量%之式13之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中30分鐘，添加75重量%之HGB，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，銅板用溶液塗佈至60μm之厚度，在120℃下固化1.5小時且在40kgf/cm2下在180℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例5-1之環氧樹脂組合物。
<比較實例5-2>
將19.3重量%之式13之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中30分鐘，添加75重量%之氮化硼，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，銅板用溶液塗佈至60μm之厚度，在120℃下固化1.5小時且在40kgf/cm2下在180℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例5-2之環氧樹脂組合物。
<比較實例5-3>
將19.3重量%之式13之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中30分鐘，添加20重量%之HGB及55重量%之氧化鋁，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，銅板用溶液塗佈至60μm之厚度，在120℃下固化1.5小時且在40kgf/cm2下在180℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例5-3之環氧樹脂組合物。
<比較實例5-4>
將19.3重量%之式13之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中30分鐘，添加75重量%之Al-HGB，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，銅板用溶液塗佈至60μm之厚度，在120℃下固化1.5小時且在40kgf/cm2下在180℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例5-4之環氧樹脂組合物。
<比較實例5-5>
將19.3重量%之式13之DCPD型環氧化合物、5.5重量% 之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中30分鐘，添加20重量%之Al-HGB及55重量%之氧化鋁，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，銅板用溶液塗佈至60μm之厚度，在120℃下固化1.5小時且在40kgf/cm2下在180℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例5-5之環氧樹脂組合物。
<比較實例5-6>
將19.3重量%之式13之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中30分鐘，添加15重量%之HGB、25重量%之氮化硼及35重量%之氧化鋁，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，銅板用溶液塗佈至60μm之厚度，在120℃下固化1.5小時且在40kgf/cm2下在180℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例5-6之環氧樹脂組合物。
<比較實例5-7>
將19.3重量%之式13之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中30分鐘，添加20重量%之HGB、25重量%之氮化硼及30重量%之氧化鋁，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，銅板用溶液塗佈至60μm之厚度，在120℃下固化1.5小時且在40kgf/cm2下在180℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例5-7之環氧樹脂組合物。
<比較實例5-8>
將19.3重量%之式13之DCPD型環氧化合物、5.5重量%之式8之雙氰胺及0.2重量%之式11之基於咪唑之固化促進劑溶解於MEK中30分鐘，添加10重量%之Al-HGB、25重量%之氮化硼及40重量%之氧化鋁，且攪拌所得溶液2小時。在攪拌後，銅板用溶液塗佈至60μm之厚度，在120℃下固化1.5小時且在40kgf/cm2下在180℃下加壓1.5小時，由此獲得比較實例5-8之環氧樹脂組合物。
<實驗實例>
在自實例5-1至5-5及比較實例5-1至5-8獲得之環氧樹脂組合物固化後，根據ASTM E1461使用熱導率計量測熱導率且使用 IPC-TM-650 2.5.5.9量測介電常數。
自實例5-1至5-5及比較實例5-1至5-8獲得之HGB之直徑為10至30μm且空氣體積為70至90體積%，且塗佈Al-HGB之氧化鋁的厚度為5至20μm。
表12展示實例與比較實例之間的熱導率及介電常數的比較結果。
Figure 104126516-A0202-12-0044-33
參照表12，可以看出包括空心填充劑(直徑：10至30μm，空氣體積：70至90體積%)及氮化硼之實例5-1的熱導率為2.6w/mK或2.6w/mK以上且介電常數(在1GHz下)為4或4以下，且熱導率高於包括空心填充劑之比較實例5-1及包括空心填充劑及氧化鋁之比較實例5-3，且介電常數低於包括氮化硼之比較實例5-2。
另外，可以看出包括氧化鋁塗佈之空心填充劑(直徑：10至30μm，空氣體積：70至90體積%，用氧化鋁塗佈至5至20μm厚)及氮化硼之實例5-2與包括未經塗佈之空心填充劑(直徑：10至30μm，空氣體積：70至90體積%)及氮化硼之實例5-1、僅包括氧化鋁塗佈之空心填充劑之比較實例5-4及僅包括氧化鋁塗佈之空心填充劑及氧化鋁之比較實例5-5相比，具有較高熱導率。
另外，可以看出另外包括氧化鋁以及氧化鋁塗佈之空心填充 劑作為無機填充劑及氮化硼之實例5-3至5-5與實例5-1或5-2相比具有較高熱導率。詳言之，可以看出實例5-4至5-5與包括未經塗佈之空心填充劑、氮化硼及氧化鋁之比較實例5-6至5-7相比具有較高熱導率。
然而，雖然另外包括氧化鋁以及氧化鋁塗佈之空心填充劑作為無機填充劑及氮化硼，但由於比較實例5-8超出相對於10重量份之空心填充劑包括1至20重量份之氮化硼及1至35重量份之氧化鋁的數值範圍，故介電常數為4或4以上，且因此應指出，比較實例5-8不適合用於絕緣層。
因此，隨著根據第五例示性實施例之環氧樹脂組合物固化且用於絕緣層，印刷電路板之熱導率為2.6w/mK或2.6w/mK以上且在1GHz下之介電常數為4或4以下。
根據本發明之一個例示性實施例，可獲得應用於印刷電路板或發光元件模組的環氧樹脂組合物中所包括的無機填充劑。因此，可獲得具有令人滿意的分散性、優異的電絕緣、高剝離強度及高熱導率的環氧樹脂組合物。
熟習此項技術者將顯而易見，在不背離本發明之精神或範疇的情況下，可對本發明之上述例示性實施例進行各種修改。因此，意欲本發明涵蓋所有此類修改，限制條件為此類修改屬於隨附申請專利範圍及其等效物之範疇內。

Claims (7)

  1. 一種無機填充劑，其包含：表面改質氮化硼；及在該氮化硼之表面上形成的具有官能基之多環芳族烴，其中該無機填充劑包括85至99體積%之氮化硼及1至15體積%之多環芳族烴。
  2. 如請求項1之無機填充劑，其中該多環芳族烴包括選自由萘、蒽及芘組成之群的至少一者。
  3. 如請求項1之無機填充劑，其中該官能基係選自由以下組成之群：-OH、-NH2、-COOH、-HSO3、-NH2CO、Cl、Br、F、C1至C3烷基、C2至C3烯烴及C2至C3炔烴。
  4. 如請求項1之無機填充劑，其中該無機填充劑包括88至97體積%之氮化硼及3至12體積%之多環芳族烴。
  5. 一種無機填充劑，其包含：表面改質氮化硼；及在該氮化硼之表面上形成的具有官能基之多環芳族烴，其中該氮化硼包括藉由交替排列氮原子及硼原子在六方晶格中形成之六方氮化硼，其中該氮化硼堆疊成層，其中每一層包括排列在一個平面上的複數個六方氮化硼，其中該具有官能基之多環芳族烴結合至該複數個層之最上層及最下層中之至少一者。
  6. 一種無機填充劑，其包含：表面改質氮化硼；及在該氮化硼之表面上形成的具有官能基之多環芳族烴，其中該氮化硼包括藉由交替排列氮原子及硼原子在六方晶格中形成之六方氮化硼，其中該氮化硼堆疊成層，其中每一層包括排列在一個平面上的複數個六方氮化硼，其中該具有官能基之多環芳族烴結合在該複數個層之間。
  7. 一種環氧樹脂組合物，其包含：環氧化合物；及如請求項1、5及6所述之無機填充劑。
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