TWI827166B - 共聚物、其製造方法、樹脂組合物及其製品 - Google Patents
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Abstract
本發明公開一種苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物,所述苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物是由50重量份至70重量份的苯基乙烯基矽烷、10重量份至20重量份的二乙烯基苯和20重量份至30重量份的苯乙烯所共聚而成,且苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯和苯乙烯的重量總計為100重量份,其中苯基乙烯基矽烷具有式(I)或式(II)所示結構。此外,本發明還公開一種含有苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物與含乙烯基聚苯醚樹脂的樹脂組合物。前述樹脂組合物可製成半固化片、樹脂膜、積層板或印刷電路板等製品。
Description
本發明主要涉及一種共聚物,特別是涉及一種包括苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯和苯乙烯形成的結構單元的共聚物,其可用於製備半固化片、樹脂膜、積層板或印刷電路板等製品。
近年來,電子技術正朝著更高集成度、更低功耗以及更高性能的方向發展,因此對高性能電子材料提出了更高的要求。
隨著5G時代的到來,企業不僅要不斷提高電子材料的綜合性能,還要平衡電子材料性能和成本之間的關係,以便應對技術不斷進步帶來的挑戰。
在覆銅板材料的製造中,因原材料苯基乙烯基矽烷在使用時,容易因為加熱高溫而導致其揮發,不僅造成價格高昂的原材料浪費,而且會造成覆銅板材料性質的改變而達不到特性的要求。因此,為降低其揮發性,降低覆銅板材料成本,並提高覆銅板材料的綜合性能,例如在玻璃轉化溫度、銅箔拉力、介電損耗或板內流膠量等一個或多個特性的提高,發明人對此進行了相關研究。
有鑒於先前技術中所遭遇的問題,特別是現有材料無法滿足上述一種或多種特性要求,本發明的主要目的在於提供一種能克服上述技術問題中的至少一者的共聚物,其為苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物,並提供一種苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物的製造方法。此外,本發明還提供一種能克服上述技術問題中的至少一種的樹脂組合物,以及使用此樹脂組合物製成的製品。具體而言,本發明所提供的共聚物、樹脂組合物或其製品,可在玻璃轉化溫度、銅箔拉力、介電損耗、板內流膠量、板邊條紋或吸濕後耐熱性PCT等一個或多個方面得到改善。
為了達到前述目的,一方面,本發明公開一種苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物,所述苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物是由50重量份至70重量份的苯基乙烯基矽烷、10重量份至20重量份的二乙烯基苯和20重量份至30重量份的苯乙烯所共聚而成,且苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯和苯乙烯的重量總計為100重量份,其中苯基乙烯基矽烷具有如下式(I)或式(II)所示結構:
式(I) 式(II)。
舉例而言,在一個實施例中,所述苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物的揮發量介於40%及60%之間。
舉例而言,在一個實施例中,所述苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物中,由苯基乙烯基矽烷形成的結構單元的含量為30 mol%至50 mol%。
舉例而言,在一個實施例中,所述苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物包含式(a)所示的結構單元以及式(b)所示的結構單元,還包括式(c)、式(d)、式(e)和式(f)所示的結構單元中的任何一個或多個:
式(a) 式(b)
式(c) 式(d)
式(e) 式(f)
其中m為2至45的整數,n為5至86的整數,J1和J2各自獨立為3至81的整數,k1和k2各自獨立為3至65的整數。
舉例而言,在一個實施例中,所述苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物的重均分子量介於3000至30000之間。
另一方面,本發明提供一種前述苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物的製造方法,其包括將50重量份至70重量份的苯基乙烯基矽烷、10重量份至20重量份的二乙烯基苯和20重量份至30重量份的苯乙烯在70
oC至130
oC下反應3小時至14小時的步驟。
又一方面,本發明提供一種樹脂組合物,其包含30重量份至50重量份的前述苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物和100重量份的含乙烯基聚苯醚樹脂。
舉例而言,在一個實施例中,所述樹脂組合物中進一步包括馬來醯亞胺樹脂、馬來醯亞胺三嗪樹脂、不飽和聚烯烴樹脂、氫化不飽和聚烯烴樹脂、小分子含乙烯基樹脂、苯乙烯馬來酸酐樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、苯并噁嗪樹脂、氰酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂或其組合。用語“進一步包括”意指“還包括”。
舉例而言,在一個實施例中,所述小分子含乙烯基樹脂包括苯乙烯、二乙烯基苯、二(乙烯基苄基)醚、1,2,4-三乙烯基環己烷、二(乙烯基苯基)乙烷、二(乙烯基苯基)己烷、雙乙烯基苯基二亞甲基醚、雙乙烯基苯基二亞甲基苯、三烯丙基異氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、前述任一種成分的預聚物或其組合。
舉例而言,在一個實施例中,所述含乙烯基聚苯醚樹脂包括末端乙烯苄基聚苯醚樹脂、末端甲基丙烯酸酯聚苯醚樹脂或其組合。
舉例而言,在一個實施例中,所述末端乙烯苄基聚苯醚樹脂及所述末端甲基丙烯酸酯聚苯醚樹脂分別包括式(III)及式(IV)所示的結構:
式(III)
式(IV)
其中,R
1至R
14各自獨立為H或-CH
3,W
1及W
2各自獨立為C
1至C
3的二價脂肪族基團;
b1為0至8的整數;
Q
1包括式(B-1)至式(B-3)所示結構中的任一個或其組合:
式(B-1)
式(B-2)
式(B-3)
Y
1及Y
2各自獨立包括式(B-4)所示結構:
式(B-4)
其中,R
15至R
30各自獨立為H或-CH
3;m1及n1各自獨立為1至30的整數;以及A
1選自共價鍵、-CH
2-、-CH(CH
3)-、-C(CH
3)
2-、-O-、-S-、-SO
2-及羰基。
舉例而言,在一個實施例中,所述樹脂組合物還包括胺類固化劑、阻燃劑、無機填充物、固化促進劑、阻聚劑、染色劑、溶劑、增韌劑、矽烷偶合劑或其組合。
再一方面,本發明提供一種由所述樹脂組合物所製成的製品,其包括半固化片、樹脂膜、積層板或印刷電路板。
舉例而言,在一個實施例中,前述製品具有以下一種、多種或全部特性:
以動態機械分析法參考IPC-TM-650 2.4.24.4所述的方法測量而得的玻璃轉化溫度大於或等於220
oC;
參考IPC-TM-650 2.4.8所述的方法測量而得的銅箔拉力大於或等於3.50 lb/in;
參考JIS C2565所述的方法在10 GHz的頻率下測量而得的介電損耗小於或等於0.00350;以及
所述製品經壓合後的板內流膠量大於或等於15.0 mm。
為使本領域具有通常知識者可瞭解本發明的特點及功效,以下謹就說明書及申請專利範圍中提及的術語及用語進行一般性的說明及定義。除非另有指明,否則文中使用的所有技術及科學上的字詞,皆具有本領域具有通常知識者對於本發明所瞭解的通常意義,當有衝突情形時,應以本說明書的定義為準。
在本文中,用語“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其他任何類似用語均屬開放性連接詞(open-ended transitional phrase),其意欲涵蓋非排他性的包含物。舉例而言,含有複數要素的一組合物或製品並不僅限於本文所列出的此等要素而已,而是還可包含未明確列出但卻是該組合物或製品通常固有的其他要素。除此之外,除非有相反的明確說明,否則用語“或”是指涵括性的“或”,而不是指排他性的“或”。例如,以下任何一種情況均滿足條件“P或Q”:P為真(或存在)且Q為偽(或不存在)、P為偽(或不存在)且Q為真(或存在)、P和Q均為真(或存在)。此外,在本文中,用語“包含”、“包括”、“具有”、“含有”的解讀應視為已具體揭示並同時涵蓋“由…所組成”等封閉式連接詞及“實質上由…所組成”等連接詞。
在本文中,所有以數值範圍或百分比範圍形式界定的特徵或條件僅是為了簡潔及方便。據此,數值範圍或百分比範圍的描述應視為已涵蓋且具體揭示所有可能的次範圍及範圍內的個別數值,特別是整數數值。舉例而言,“1至8”的範圍描述應視為已經具體揭示如1至7、2至8、2至6、3至6、4至8、3至8等等所有次範圍,特別是由所有整數數值所界定的次範圍,且應視為已經具體揭示範圍內如1、2、3、4、5、6、7、8等個別數值。同理,“介於1至8之間”的範圍描述應視為已經具體揭示如1至8、1至7、2至8、2至6、3至6、4至8、3至8等等所有範圍,並包含端點值。除非另有指明,否則前述解釋方法適用於本發明全文的所有內容,不論範圍廣泛與否。
若數量或其他數值或參數是以範圍、較佳範圍或一系列上限與下限表示,則其應理解成是本文已特定揭示了由任一對該範圍的上限或較佳值與該範圍的下限或較佳值構成的所有範圍,不論該等範圍是否有分別揭示。此外,本文中若提到數值的範圍時,除非另有說明,否則該範圍應包含其端點以及範圍內的所有整數與分數。
在本文中,在可達成發明目的的前提下,數值應理解成具有該數值有效位數的精確度。舉例來說,數字40.0應理解成涵蓋從39.50至40.49的範圍。
在本文中,對於使用馬庫西群組(Markush group)或選項式用語以描述本發明特徵或實例的情形,本領域具有通常知識者應瞭解馬庫西群組或選項列表內所有成員的次群組或任何個別成員亦可用於描述本發明。舉例而言,若X描述成“選自於由X1、X2及X3所組成的群組”,亦表示已經完全描述出X為X1的主張與X為X1和/或X2和/或X3的主張。再者,對於使用馬庫西群組或選項式用語以描述本發明的特徵或實例者,本領域具有通常知識者應瞭解馬庫西群組或選項列表內所有成員的次群組或個別成員的任何組合亦可用於描述本發明。據此,舉例而言,若X描述成“選自於由X1、X2及X3所組成的群組”,且Y描述成“選自於由Y1、Y2及Y3所組成的群組”,則表示已經完全描述出X為X1或X2或X3而Y為Y1或Y2或Y3的主張。在本文中,“或其組合”即為“或其任一種組合”。
若無特別指明,“樹脂”一般可以是一種合成聚合物的習慣命名,但在本發明中,“樹脂”在解讀時,可以包括單體、其聚合物、單體的組合、其聚合物的組合或是單體與其聚合物的組合等等形式,且不限於此。舉例而言,本發明中的“馬來醯亞胺樹脂”在解讀時,包括馬來醯亞胺單體(馬來醯亞胺小分子化合物)、馬來醯亞胺聚合物、馬來醯亞胺單體的組合、馬來醯亞胺聚合物的組合或是馬來醯亞胺單體與馬來醯亞胺聚合物的組合。
若無特別指明,在本發明中,化合物是指兩種或兩種以上元素藉由化學鍵連接所形成的化學物質,包括小分子化合物和高分子化合物,且不限於此。本發明中化合物在解讀時不僅限於單一個化學物質,還可解釋為具有同一種成分或具有同種性質的同一類化學物質。此外,在本發明中,混合物是指兩種或兩種以上化合物的組合,混合物也可包含共聚物或其他助劑等,且不限於此。
若無特別指明,在本發明中,聚合物是指單體藉由聚合反應所形成的產物,往往包括許多高分子的聚集體,每一個高分子由許多簡單的結構單元藉由共價鍵重複連接而成,單體即合成聚合物的化合物。聚合物可以包括均聚物(又稱自聚物)、共聚物、預聚物等等,且不限於此。
均聚物是指單一種化合物經聚合反應、加成聚合、縮合聚合所形成的化學物質。共聚物是指兩種或兩種以上化合物經聚合反應、加成聚合、縮合聚合所形成的化學物質,包括無規共聚物(結構為例如-AABABBBAAABBA-)、交替共聚物(結構為例如-ABABABAB-)、接枝共聚物(結構為例如-AA(A-BBBB)AA(A-BBBB)AAA-)以及嵌段共聚物(結構為例如-AAAAA-BBBBBB-AAAAA-)等。若無特別指明,本發明中的共聚物是指使用苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯與苯乙烯的單體進行共聚合所得到的聚合物。本發明中的共聚物只要同時具有苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯和苯乙烯片段的共聚物即可,至於高分子主鏈骨架及側鏈的單元是否經過修飾或改質並未受到特別限定。換句話說,本發明的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物在解讀時應同時涵蓋未經過修飾或改質以及有經過修飾或改質兩種情況。
若無特別指明,在本發明中,預聚物是指分子量介於單體與最終聚合物之間的一種分子量較低的聚合物,且預聚物含有反應性官能基可以再進一步進行聚合反應,而得到完全交聯或硬化的更高分子量的產物。
聚合物當然包括寡聚物,且不限於此。寡聚物又稱低聚物,是由2~20個重複單元組成的聚合物,通常是2~5個重複單元組成的聚合物。
若無特別指明,在本發明中,改性物(亦稱改質物)包括各樹脂的反應官能基改性後的產物、各樹脂與其它樹脂預聚反應後的產物、各樹脂與其它樹脂交聯後的產物、各樹脂均聚後的產物、各樹脂與其它樹脂共聚後的產物等等。舉例而言,例如但不限於,改質可為將原本的羥基經由化學反應置換成乙烯基,或將原本的末端乙烯基與對胺基苯酚經由化學反應得到末端羥基。
若無特別指明,在本發明中所述的烷基、烯基及烴基,在解讀時,包括其各種同分異構體。例如丙基應解讀為包括正丙基及異丙基。
若無特別指明,本發明中的“含乙烯基”在解讀時,是指化合物結構中含有乙烯性碳-碳雙鍵(C=C)或其衍生官能基團。因此,含乙烯基的實例可包括但不限於在結構中含有乙烯基、烯丙基、乙烯苄基、甲基丙烯酸酯基等官能基團。若無特別指明,前述官能基團的位置並不特別限制,例如可位於長鏈結構的末端。因此,舉例而言,含乙烯基聚苯醚樹脂代表含有乙烯基、烯丙基、乙烯苄基、甲基丙烯酸酯基等官能基團的聚苯醚樹脂,且不以此為限。
若無特別指明,本發明所述的不飽和鍵是指反應性不飽和鍵,例如但不限於可與其他官能基進行交聯反應的不飽和雙鍵,例如但不限於可與其他官能基進行交聯反應的不飽和碳碳雙鍵。
在本文中,重量份代表重量的份數,其可為任意的重量單位,例如但不限於公斤、公克、磅等重量單位。例如100重量份的含乙烯基聚苯醚樹脂,代表其可為100公斤的含乙烯基聚苯醚樹脂或是100磅的含乙烯基聚苯醚樹脂。
以下具體實施方式本質上僅是例示性,且並不欲限制本發明及其用途。此外,本文並不受前述先前技術或發明內容或以下具體實施方式或實施例中所描述的任何理論的限制。實施例中所採用的方法、試劑和條件,除非另有說明,否則為本領域常規的方法、試劑和條件。
承前所述,本發明的主要目的在於提供一種苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物(可簡稱為“共聚物”),所述苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物是由50重量份至70重量份的苯基乙烯基矽烷、10重量份至20重量份的二乙烯基苯和20重量份至30重量份的苯乙烯所共聚而成,且苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯和苯乙烯的重量總計為100重量份,其中苯基乙烯基矽烷具有如下式(I)或式(II)所示結構:
式(I) 式(II)。
在一個實施例中,舉例而言,所述二乙烯基苯包括鄰二乙烯基苯、間二乙烯基苯、對二乙烯基苯或其組合。
在一個實施例中,舉例而言,以苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯和苯乙烯重量總計為100重量份計,其中,苯基乙烯基矽烷為50重量份至70重量份,例如但不限於50重量份、60重量份或70重量份;二乙烯基苯為10重量份至20重量份,例如但不限於10重量份、15重量份或20重量份;苯乙烯為20重量份至30重量份,例如但不限於20重量份、25重量份或30重量份。在一個實施例中,舉例而言,苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯和苯乙烯的重量份分別是50重量份、20重量份和30重量份。在一個實施例中,舉例而言,苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯和苯乙烯的重量份分別是60重量份、10重量份和30重量份。在一個實施例中,舉例而言,苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯和苯乙烯的重量份分別是60重量份、15重量份和25重量份。在一個實施例中,舉例而言,苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯和苯乙烯的重量份分別是70重量份、10重量份和20重量份。
藉由將苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯和苯乙烯進行共聚合來得到本發明所述的共聚物,本發明相較於苯基乙烯基矽烷取得了多個方面的優點。
舉例而言,在一個實施例中,本發明的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物且具有以下優點:
1、 使用揮發量測試方法,稱取2克樹脂(苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯或苯乙烯)或共聚物在托盤中,在170
oC烤箱內烘烤1小時,冷卻後稱其重量m,可計算其揮發量為[(2-m)/2]*100%。令人意外的是,相較於原料苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯及苯乙烯,本發明的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物的揮發性大大降低,例如其揮發量介於40%及60%之間,例如揮發量為40%、45%、50%、55%或60%,且不以此為限。相關揮發量的數據如下:
2、 相較於價格昂貴的苯基乙烯基矽烷,苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物的成本降低約30%以上。
3、 相較於苯基乙烯基矽烷,苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物添加到樹脂組合物中能够同時提升其製品的玻璃轉化溫度和銅箔拉力。
樹脂或共聚物 | 揮發量(%) |
共聚物(苯基三乙烯基矽烷:二乙烯基苯:苯乙烯=50:20:30) | 47 |
共聚物(苯基三乙烯基矽烷:二乙烯基苯:苯乙烯=60:10:30) | 51 |
共聚物(苯基三乙烯基矽烷:二乙烯基苯:苯乙烯=60:15:25) | 46 |
共聚物(苯基三乙烯基矽烷:二乙烯基苯:苯乙烯=70:10:20) | 53 |
共聚物(二苯基二乙烯基矽烷:二乙烯基苯:苯乙烯=60:10:30) | 50 |
苯基三乙烯基矽烷 | >98 |
二苯基二乙烯基矽烷 | >98 |
苯乙烯 | >99 |
二乙烯基苯 | >99 |
在一個實施例中,舉例而言,本發明的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物中,由苯基乙烯基矽烷形成的結構單元的含量為30 mol%至50 mol%。
在一個實施例中,舉例而言,本發明的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物包含式(a)所示的結構單元(來自二乙烯基苯)以及式(b)所示的結構單元(來自苯乙烯),還包括式(c)、式(d)、式(e)和式(f)所示的結構單元(來自苯基乙烯基矽烷)中的任何一個或多個:
式(a) 式(b)
式(c) 式(d)
式(e) 式(f)
其中m為2至45的整數,n為5至86的整數,J1和J2各自獨立為3至81的整數,k1和k2各自獨立為3至65的整數。
本發明所述的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物的分子量大小並不特別限制。在一個實施例中,舉例而言,所述苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物的重均分子量可以介於3000至30000之間,例如但不限於3000、10000、15000、20000、25000或30000,又例如其重均分子量為21228。
本發明的另一主要目的在於提供一種前述苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物的製造方法,其包括將50重量份至70重量份的苯基乙烯基矽烷、10重量份至20重量份的二乙烯基苯和20重量份至30重量份的苯乙烯在70
oC至130
oC下反應3小時至14小時的步驟。
舉例而言,在一個實施例中,加熱時間可介於3小時至14小時之間,例如介於4小時至13小時之間,或介於5小時至12小時之間,或介於6小時至11小時之間,或介於7小時至10小時之間,或介於8小時至9小時之間。反應溫度可介於70
oC至130
oC之間,例如介於80
oC至120
oC之間,或介於90
oC至110
oC之間,或介於100
oC至120
oC之間。
舉例而言,在一個實施例中,在反應過程中,可進一步視需要使用催化劑、自由基引發劑或其組合,例如但不限於α,α’-雙(叔丁基過氧化-間異丙基)苯、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧化)-3-己炔、過氧化苯甲醯、3,3’,5,5’-四甲基-1,4-二苯氧基醌、氯醌、2,4,6-三叔丁基苯酚、過氧化異丙基單碳酸叔丁酯、偶氮二異丁腈(azobisisobutylonitrile)或其組合。另外,在一個實施例中,在反應過程中,也可以進一步視需要使用金屬羧酸鹽。所述催化劑、自由基引發劑或其組合的用量可以是苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯和苯乙烯總用量(例如重量份)的0.5%至1.0%之間,例如介於0.6%至0.9%之間,或者介於0.7%至0.8%之間。
舉例而言,在一個實施例中,本發明的共聚物(即苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物)的製備方法如下:
製備例1
在氮氣保護下,在三口燒瓶中加入50重量份的苯基三乙烯基矽烷、20重量份的二乙烯基苯、30重量份的苯乙烯和0.6重量份的2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧基)-3-己炔(後文簡稱25B),加熱升溫至溫度為90
oC至110
oC,攪拌反應5小時至8小時,反應完成後降溫至室溫得到產物1,再將產物1滴入甲醇中沉澱並過濾得到白色固體1。將白色固體1放置在真空乾燥箱中,在50
oC至70
oC下放置6小時至12小時,得到的白色固體2(即產物2)即為共聚物1,由苯基三乙烯基矽烷形成的結構單元的含量為32 mol%,其為本發明的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物。
製備例2
在三口燒瓶中加入60重量份的苯基三乙烯基矽烷、10重量份的二乙烯基苯、30重量份的苯乙烯和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到共聚物2,由苯基三乙烯基矽烷形成的結構單元的含量為36 mol%,其為本發明的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物。
製備例3
在三口燒瓶中加入60重量份的苯基三乙烯基矽烷、15重量份的二乙烯基苯、25重量份的苯乙烯和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到共聚物3,由苯基三乙烯基矽烷形成的結構單元的含量為38 mol%,其為本發明的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物。
製備例4
在三口燒瓶中加入70重量份的苯基三乙烯基矽烷、10重量份的二乙烯基苯、20重量份的苯乙烯和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到共聚物4,由苯基三乙烯基矽烷形成的結構單元的含量為44 mol%,其為本發明的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物。
製備例5
在三口燒瓶中加入60重量份的二苯基二乙烯基矽烷、10重量份的二乙烯基苯、30重量份的苯乙烯和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到共聚物5,由二苯基二乙烯基矽烷形成的結構單元的含量為36 mol%,其為本發明的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物。
圖1為共聚物2、聚苯基三乙烯基矽烷與聚苯乙烯的核磁氫譜(標準物質:TSM四甲基矽),其中上方為共聚物2的核磁氫譜,中間為聚苯基三乙烯基矽烷的核磁氫譜,下方為聚苯乙烯的核磁氫譜。因二乙烯基苯或苯乙烯在高溫環境下容易發生自聚,苯基三乙烯基矽烷在有引發劑的高溫環境下可能發生自聚,故使用其自聚物的核磁氫譜來排除本案原料自聚形成自聚物的可能性。
在下方的聚苯乙烯的核磁氫譜中,在約2.4 ppm的位置有聚苯乙烯主鏈上與苯環相連的C-H峰。在中間的聚苯基三乙烯基矽烷的核磁氫譜中,在5.5~6.5 ppm的位置出現了C=C雙鍵峰。由於聚二乙烯基苯是網狀交聯結構,無法溶解於溶劑氘代氯仿(CDCl
3)中,故無法測試其核磁氫譜,但聚二乙烯基苯中與主鏈上苯環相連的C-H峰出現的位置與聚苯乙烯中的C-H峰出現的位置並無太大差異。藉由對比發現,共聚物2的核磁氫譜中,在5.5~6.5 ppm的位置出現了C=C雙鍵峰,並且在1.0~2.0 ppm的C-H飽和鍵區和苯環區均出現了聚苯乙烯(聚二乙烯基苯)的特徵峰,說明原料苯基三乙烯基矽烷、二乙烯基苯與苯乙烯發生了共聚,生成了共聚物2,其為本發明的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物。
圖2為共聚物2的凝膠滲透色譜(GPC)譜圖。藉由測試確認,共聚物2的重均分子量為21228,證明共聚物2的重均分子量相較於其原料單體(即苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯和苯乙烯)的分子量明顯變大,故共聚物2確實有發生共聚反應。
對比製備例1
在三口燒瓶中加入35重量份的苯基三乙烯基矽烷、25重量份的二乙烯基苯、40重量份的苯乙烯和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到對比共聚物1。
對比製備例2
在三口燒瓶中加入80重量份的苯基三乙烯基矽烷、5重量份的二乙烯基苯、15重量份的苯乙烯和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到對比共聚物2。
對比製備例3
在三口燒瓶中加入35重量份的二苯基二乙烯基矽烷、25重量份的二乙烯基苯、40重量份的苯乙烯和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到對比共聚物3。
對比製備例4
在三口燒瓶中加入60重量份的苯基三乙烯基矽烷、40重量份的二乙烯基苯和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到對比共聚物4。
對比製備例5
在三口燒瓶中加入60重量份的二苯基二乙烯基矽烷、40重量份的二乙烯基苯和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到對比共聚物5。
對比製備例6
在三口燒瓶中加入60重量份的苯基三乙烯基矽烷、40重量份的苯乙烯和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到對比共聚物6。
對比製備例7
在三口燒瓶中加入60重量份的二苯基二乙烯基矽烷、40重量份的苯乙烯和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到對比共聚物7。
對比製備例8
在三口燒瓶中加入60重量份的烯丙基三甲基矽烷、10重量份的二乙烯基苯、30重量份的苯乙烯和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到對比共聚物8。
對比製備例9
在三口燒瓶中加入60重量份的二苯基二乙烯基矽烷、40重量份的苯乙烯-丁二烯共聚物(Ricon 100,購自Cray Valley)和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到對比共聚物9。
對比製備例10
在三口燒瓶中加入60重量份的二乙烯基苯、40重量份的苯乙烯和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到對比共聚物10。
對比製備例11
在三口燒瓶中加入5重量份的二乙烯基苯、15重量份的苯乙烯和0.12重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到對比共聚物11。
對比製備例12
在三口燒瓶中加入60重量份的苯基三乙烯基矽烷、40重量份的甲基丙烯酸酯和0.6重量份的25B,其他步驟同製備例1,得到對比共聚物12。
本發明的另一主要目的在於提供一種樹脂組合物,其包括前述苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物和含乙烯基聚苯醚樹脂,例如包括30重量份至50重量份的前述苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物和100重量份的含乙烯基聚苯醚樹脂。
若無特別指明,本發明樹脂組合物還可以視需要包括馬來醯亞胺樹脂、馬來醯亞胺三嗪樹脂、不飽和聚烯烴樹脂、氫化不飽和聚烯烴樹脂、小分子含乙烯基樹脂、苯乙烯馬來酸酐樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、苯并噁嗪樹脂、氰酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂或其組合。
舉例而言,在一個實施例中,所述小分子含乙烯基樹脂是指分子量小於或等於1000的乙烯基化合物,較佳為分子量介於100及900之間,更佳為分子量介於100及800之間。舉例而言,所述小分子含乙烯基樹脂包括但不限於苯乙烯、二乙烯基苯(divinylbenzene)、二(乙烯基苄基)醚(bis(vinylbenzyl) ether)、1,2,4-三乙烯基環己烷(1,2,4-trivinylcyclohexane, TVCH)、二(乙烯基苯基)乙烷(bis(vinylphenyl) ethane,BVPE)、二(乙烯基苯基)己烷、雙乙烯基苯基二亞甲基醚、雙乙烯基苯基二亞甲基苯、三烯丙基異氰脲酸酯(triallyl isocyanurate, TAIC)及/或三烯丙基氰脲酸酯(triallyl cyanurate, TAC)。在一個實施例中,所述小分子含乙烯基樹脂包括前述任一種成分的預聚物。在一個實施例中,所述含乙烯基樹脂包括前述任一種成分、前述任一種成分的預聚物或其組合。
舉例而言,在一個實施例中,本發明採用的含乙烯基聚苯醚樹脂是指具有乙烯性碳-碳雙鍵(C=C)或其衍生官能基團的聚苯醚化合物或混合物。前述乙烯性碳-碳雙鍵(C=C)或其衍生官能基團的實例可包括但不限於在結構中含有乙烯基、伸乙烯基、烯丙基、乙烯苄基、甲基丙烯酸酯等官能基團。若無特別指明,前述官能基團的位置並不特別限制,例如可位於長鏈結構的末端。換言之,在本發明中,含乙烯基聚苯醚樹脂代表含有反應性乙烯基或其衍生官能基團的聚苯醚樹脂,其實例可包括但不限於含有乙烯基、伸乙烯基、烯丙基、乙烯苄基或甲基丙烯酸酯的聚苯醚樹脂。
舉例而言,在一個實施例中,本發明採用的含乙烯基聚苯醚樹脂包括末端乙烯苄基聚苯醚樹脂、末端甲基丙烯酸酯聚苯醚樹脂(即末端甲基丙烯醯基聚苯醚樹脂)、末端烯丙基聚苯醚樹脂或其組合。
舉例而言,所述末端乙烯苄基聚苯醚樹脂及所述末端甲基丙烯酸酯聚苯醚樹脂分別包括式(III)及式(IV)所示的結構:
式(III)
式(IV)
其中,R
1至R
14各自獨立為H或-CH
3,W
1及W
2各自獨立為C
1至C
3的二價脂肪族基團;
b1為0至8的整數;
Q
1包括式(B-1)至式(B-3)所示結構中的任一個或其組合:
式(B-1)
式(B-2)
式(B-3)
Y
1及Y
2各自獨立包括式(B-4)所示結構:
式(B-4)
其中,R
15至R
30各自獨立為H或-CH
3;m1及n1各自獨立為1至30的整數;以及A
1選自共價鍵、-CH
2-、-CH(CH
3)-、-C(CH
3)
2-、-O-、-S-、-SO
2-及羰基。
舉例而言,含乙烯基聚苯醚樹脂可以為Sabic公司銷售的SA9000、數均分子量約為1200的乙烯苄基聚苯醚樹脂(例如OPE-2st 1200,可購自三菱瓦斯化學公司)、數均分子量約為2200的乙烯苄基聚苯醚樹脂(例如OPE-2st 2200,可購自三菱瓦斯化學公司)、數均分子量約為2400至2800的乙烯苄基改質雙酚A聚苯醚樹脂、數均分子量約為2200至3000的乙烯基擴鏈聚苯醚樹脂或其組合。其中,所述乙烯基擴鏈聚苯醚樹脂可包括揭示於美國專利申請案公開第2016/0185904 A1號中的各類聚苯醚樹脂,其內容全部併入本文作為參考。
舉例而言,在一個實施例中,本發明採用的馬來醯亞胺樹脂是指分子中具有一個以上馬來醯亞胺官能團的化合物或混合物。若未特別指明,本發明採用的馬來醯亞胺樹脂並不特別限制,且可為任一種或多種適用於半固化片、樹脂膜、積層板或印刷電路板製作的馬來醯亞胺樹脂。具體實例包括但不限於4,4’-二苯甲烷雙馬來醯亞胺、苯甲烷馬來醯亞胺寡聚物、間-亞苯基雙馬來醯亞胺、雙酚A二苯基醚雙馬來醯亞胺、3,3’-二甲基-5,5’-二乙基-4,4’-二苯基甲烷雙馬來醯亞胺、4-甲基-1,3-亞苯基雙馬來醯亞胺、1,6-雙馬來醯亞胺-(2,2,4-三甲基)己烷、2,3-二甲基苯馬來醯亞胺、2,6-二甲基苯馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺、含脂肪族長鏈結構的馬來醯亞胺樹脂或其組合。此外,若無特別指明,本發明所述的馬來醯亞胺樹脂也涵蓋前述樹脂的預聚物,例如可為二烯丙基化合物與馬來醯亞胺樹脂的預聚物、二胺與馬來醯亞胺樹脂的預聚物、多官能胺與馬來醯亞胺樹脂的預聚物或酸性酚化合物與馬來醯亞胺樹脂的預聚物等,且不限於此。
舉例而言,馬來醯亞胺樹脂可為商品名BMI-1000、BMI-1000H、BMI-1100、BMI-1100H、BMI-2000、BMI-2300、BMI-3000、BMI-3000H、BMI-4000H、BMI-5000、BMI-5100、BMI-7000及BMI-7000H等由Daiwakasei公司生產的馬來醯亞胺樹脂,或商品名BMI-70、BMI-80等由K.I化學公司生產的馬來醯亞胺樹脂,或商品名D928、D930、D932、D934、D936、D937、D938等由四川東材科技公司生產的馬來醯亞胺樹脂。
舉例而言,含脂肪族長鏈結構的馬來醯亞胺樹脂可為商品名BMI-689、BMI-1400、BMI-1500、BMI-1700、BMI-2500、BMI-3000、BMI-5000及BMI-6000等由設計者分子公司生產的馬來醯亞胺樹脂。舉例而言,含脂肪族長鏈結構的馬來醯亞胺樹脂可具有至少一個與經取代或未經取代的長鏈脂肪族基團連接的馬來醯亞胺官能基團。其中,長鏈脂肪族基團可為碳數C
5至C
50的脂肪族基團,例如碳數為C
10至C
50、C
20至C
50、C
30至C
50、C
20至C
40或C
30至C
40,但不以此為限。舉例而言,市售含脂肪族長鏈結構的馬來醯亞胺樹脂的實例如下:
BMI-689:
BMI-1400:
BMI-1500:
BMI-1700:
BMI-2500:
BMI-3000、BMI-5000、BMI-6000:
舉例而言,在一個實施例中,在本發明採用的苯乙烯馬來酸酐樹脂中,苯乙烯(S)與馬來酸酐(MA)的比例可為1:1、2:1、3:1、4:1、6:1或8:1,例如但不限於Cray Valley公司出售的商品名SMA-1000、SMA-2000、SMA-3000、EF-30、EF-40、EF-60及EF-80等苯乙烯馬來酸酐共聚物,或是Polyscope公司銷售的商品名C400、C500、C700、C900等苯乙烯馬來酸酐共聚物。此外,所述苯乙烯馬來酸酐樹脂也可為酯化苯乙烯馬來酸酐共聚物,例如購自Cray Valley公司商品名為SMA1440、SMA17352、SMA2625、SMA3840及SMA31890的酯化苯乙烯馬來酸酐共聚物。若無特別指明,上述苯乙烯馬來酸酐樹脂可獨立或組合地添加於本發明的樹脂組合物中。
舉例而言,在一個實施例中,本發明所述的不飽和聚烯烴樹脂可為任一種或多種適用於半固化片、樹脂膜、積層板或印刷電路板製作的含有不飽和碳碳雙鍵的聚烯烴樹脂。具體實例包括但不限於苯乙烯-丁二烯-二乙烯基苯三元聚合物、苯乙烯-丁二烯-馬來酸酐三元聚合物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元聚合物、乙烯基-聚丁二烯-胺甲酸乙酯低聚物(vinyl-polybutadiene-urethane oligomer)、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物、聚丁二烯、甲基苯乙烯均聚物、石油樹脂和環型烯烴共聚物的至少一種或其組合。
舉例而言,在一個實施例中,本發明所述的氫化不飽和聚烯烴樹脂是藉由氫化不飽和聚烯烴樹脂後得到,可為任一種或多種適用於半固化片、樹脂膜、積層板或印刷電路板製作的不含不飽和碳碳雙鍵的氫化不飽和聚烯烴樹脂。具體實例包括但不限於氫化苯乙烯-丁二烯共聚物和氫化苯乙烯-異戊二烯共聚物的至少一種或其組合。
舉例而言,在一個實施例中,本發明採用的環氧樹脂可為本領域已知的各類環氧樹脂,包括但不限於例如雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、雙酚S環氧樹脂、雙酚AD環氧樹脂、酚醛(novolac)環氧樹脂、三官能(trifunctional)環氧樹脂、四官能(tetrafunctional)環氧樹脂、多官能(multifunctional)酚醛環氧樹脂、二環戊二烯(dicyclopentadiene,DCPD)環氧樹脂、含磷環氧樹脂、對二甲苯(p-xylene)環氧樹脂、萘型(naphthalene)環氧樹脂(例如萘酚型環氧樹脂)、苯并呋喃(benzofuran)型環氧樹脂、異氰酸酯改性(isocyanate-modified)環氧樹脂。其中,酚醛環氧樹脂可為苯酚酚醛(phenol novolac)環氧樹脂、雙酚A酚醛(bisphenol A novolac)環氧樹脂、雙酚F酚醛(bisphenol F novolac)環氧樹脂、聯苯型酚醛(biphenyl novolac)環氧樹脂、酚苯甲醛(phenol benzaldehyde)環氧樹脂、酚基芳烷基酚醛(phenol aralkyl novolac)環氧樹脂或鄰甲基酚酚醛(o-cresol novolac)環氧樹脂;其中,含磷環氧樹脂可為DOPO(9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide)環氧樹脂、DOPO-HQ環氧樹脂或其組合。前述DOPO環氧樹脂可選自含DOPO苯酚酚醛環氧樹脂(DOPO-containing phenolic novolac epoxy resin)、含DOPO鄰甲基酚酚醛環氧樹脂(DOPO-containing cresol novolac epoxy resin)以及含DOPO雙酚A酚醛環氧樹脂(DOPO-containing bisphenol-A novolac epoxy resin)中的一種或兩種以上;前述DOPO-HQ環氧樹脂可選自含DOPO-HQ苯酚酚醛環氧樹脂(DOPO-HQ-containing phenolic novolac epoxy resin)、含DOPO-HQ鄰甲基酚酚醛環氧樹脂(DOPO-HQ-containing cresol novolac epoxy resin)以及含DOPO-HQ雙酚A酚醛環氧樹脂(DOPO-HQ-containing bisphenol-A novolac epoxy resin)中的一種或兩種以上。
舉例而言,在一個實施例中,本發明所述的酚樹脂可為單官能、雙官能或多官能的酚樹脂。上述酚樹脂的種類並無特別限定,目前業界使用的各種酚樹脂皆為本發明適用的酚樹脂範圍。較佳地,所述的酚樹脂選自酚氧樹脂(phenoxy resin)、酚醛樹脂或其組合。
舉例而言,在一個實施例中,本發明所述的苯并噁嗪樹脂可為雙酚A型苯并噁嗪樹脂、雙酚F型苯并噁嗪樹脂、酚酞型苯并噁嗪樹脂、雙環戊二烯苯并噁嗪樹脂或含磷苯并噁嗪樹脂,如Huntsman生產的商品名LZ-8270(酚酞型苯并噁嗪樹脂)、LZ-8280(雙酚F型苯并噁嗪樹脂)、LZ-8290(雙酚A型苯并噁嗪樹脂)或昭和高分子公司生產的商品名HFB-2006M。
舉例而言,在一個實施例中,本發明所述的氰酸酯樹脂可為本領域已知的各類氰酸酯樹脂,其中氰酸酯樹脂包括但不限於具有Ar-O-C≡N結構的氰酸酯樹脂(其中Ar為芳香基,例如苯、萘或蒽)、苯酚酚醛型氰酸酯樹脂、雙酚A型氰酸酯樹脂、雙酚A酚醛型氰酸酯樹脂、雙酚F型氰酸酯樹脂、雙酚F酚醛型氰酸酯樹脂、含雙環戊二烯結構的氰酸酯樹脂、含萘環結構的氰酸酯樹脂、酚酞型氰酸酯樹脂或其組合。舉例而言,氰酸酯樹脂的實例包括但不限於商品名為Primaset PT-15、PT-30S、PT-60S、BA-200、BA-230S、BA-3000S、BTP-2500、BTP-6020S、DT-4000、DT-7000、ULL950S、HTL-300、CE-320、LVT-50、LeCy等由Lonza生產的氰酸酯樹脂。
舉例而言,在一個實施例中,本發明所述的聚酯樹脂是由具有二羧酸基的芳香族化合物與具有二羥基的芳香族化合物酯化而成,例如但不限於可購自大日本油墨化學的HPC-8000、HPC-8150或HPC-8200。
舉例而言,在一個實施例中,本發明所述的聚醯胺樹脂可為本領域已知的各類聚醯胺樹脂,包括但不限於各種市售聚醯胺樹脂產品。
舉例而言,在一個實施例中,本發明所述的聚醯亞胺樹脂可為本領域已知的各類聚醯亞胺樹脂,包括但不限於各種市售聚醯亞胺樹脂產品。
舉例而言,在一個實施例中,本發明所述的馬來醯亞胺三嗪樹脂並不特別限制,且可為任一種或多種適用於半固化片、樹脂膜、積層板或印刷電路板製作的馬來醯亞胺三嗪樹脂。舉例而言,所述馬來醯亞胺三嗪樹脂可由所述氰酸酯樹脂與所述馬來醯亞胺樹脂聚合而得到。馬來醯亞胺三嗪樹脂可為例如但不限於,雙酚A氰酸酯樹脂與馬來醯亞胺樹脂聚合而得到、雙酚F氰酸酯樹脂與馬來醯亞胺樹脂聚合而得到、苯酚酚醛型氰酸酯樹脂與馬來醯亞胺樹脂聚合而得到或含雙環戊二烯型氰酸酯樹脂與馬來醯亞胺樹脂聚合而得到。舉例而言,所述馬來醯亞胺三嗪樹脂可為任意莫耳比的氰酸酯樹脂與馬來醯亞胺樹脂聚合而得到。舉例而言,相對於1莫耳的馬來醯亞胺樹脂,氰酸酯樹脂可為1至10莫耳。例如但不限於,相對於1莫耳的馬來醯亞胺樹脂,氰酸酯樹脂為1、2、4或6莫耳。
若無特別指明,苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物及含乙烯基聚苯醚樹脂兩者間的用量比例並不特別限制。
舉例而言,在一個實施例中,所述樹脂組合物包括100重量份的含乙烯基聚苯醚樹脂與30重量份至50重量份的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物。
在一個實施例中,除了上述苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物及任意一種或多種含乙烯基聚苯醚樹脂外,本發明公開的樹脂組合物還可以視需要進一步包括胺類固化劑、阻燃劑、無機填充物、固化促進劑、阻聚劑、染色劑、溶劑、增韌劑、矽烷偶合劑或其組合。
舉例而言,在一個實施例中,所述樹脂組合物除了上述含乙烯基聚苯醚樹脂與苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物外,更進一步包括胺類固化劑、阻燃劑、無機填充物、固化促進劑、阻聚劑、染色劑、溶劑、增韌劑、矽烷偶合劑或其組合。
舉例而言,在一個實施例中,本發明所述的胺類固化劑可為雙氰胺、二胺基二苯碸、二胺基二苯基甲烷、二胺基二苯醚、二胺基二苯硫醚或其組合,但不以此為限。
舉例而言,在一個實施例中,本發明所述的阻燃劑可為任意一種或多種適用於半固化片、樹脂膜、積層板或印刷電路板製作的阻燃劑,具體實例包括但不限於含磷阻燃劑,例如可選自下列群組中的至少一種、兩種或兩種以上的組合:多磷酸銨(ammonium polyphosphate)、對苯二酚-雙-(二苯基磷酸酯)(hydroquinone bis-(diphenylphosphate))、雙酚A雙-(二苯基磷酸酯)(bisphenol A bis-(diphenylphosphate))、三(2-羧乙基)膦(tri(2-carboxyethyl) phosphine, TCEP)、磷酸三(氯異丙)酯、磷酸三甲酯(trimethyl phosphate, TMP)、甲基膦酸二甲酯(dimethyl methyl phosphonate, DMMP)、間苯二酚雙-(二甲苯基磷酸酯)(resorcinol bis(dixylenyl phosphate), RDXP, 如PX-200、PX-201、PX-202等市售產品)、磷腈化合物(phosphazene, 如SPB-100、SPH-100、SPV-100等市售產品)、多磷酸三聚氰胺(melamine polyphosphate)、DOPO及其衍生物或樹脂、二苯基膦氧(diphenylphosphine oxide, DPPO)及其衍生物或樹脂、三聚氰胺氰脲酸酯(melamine cyanurate)、三羥乙基異氰脲酸酯(tri-hydroxy ethyl isocyanurate)、次膦酸鋁鹽(例如OP-930、OP-935等產品)或其組合。
舉例而言,本發明採用的阻燃劑可為DPPO化合物(如雙DPPO化合物)、DOPO化合物(如雙DOPO化合物)、DOPO樹脂(如DOPO-HQ、DOPO-NQ、DOPO-PN、DOPO-BPN)、DOPO鍵結的環氧樹脂等,其中DOPO-PN為DOPO苯酚酚醛化合物,DOPO-BPN可為DOPO-BPAN(DOPO-bisphenol A novolac)、DOPO-BPFN(DOPO-bisphenol F novolac)或DOPO-BPSN(DOPO-bisphenol S novolac)等雙酚酚醛類化合物。
舉例而言,在一個實施例中,本發明所述的無機填充物可為任意一種或多種適用於樹脂膜、半固化片、積層板或印刷電路板製作的無機填充物,具體實例包括但不限於:二氧化矽(熔融態、非熔融態、多孔質或中空型)、氧化鋁、氫氧化鋁、氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鈣、氮化鋁、氮化硼、碳化鋁矽、碳化矽、二氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯、雲母、勃姆石(boehmite,AlOOH)、煅燒滑石、滑石、氮化矽或煅燒高嶺土。此外,前述無機填充物可為球型、纖維狀、板狀、粒狀、片狀或針鬚狀,並可選擇性地經過矽烷偶合劑預處理。
在一個實施例中,舉例而言,本發明所述的固化促進劑(包括固化起始劑)可包括路易斯鹼或路易斯酸等催化劑。其中,路易斯鹼可包括咪唑(imidazole)、三氟化硼胺複合物、氯化乙基三苯基鏻(ethyltriphenyl phosphonium chloride)、2-甲基咪唑(2-methylimidazole, 2MI)、2-苯基咪唑(2-phenyl-1H-imidazole, 2PZ)、2-乙基-4-甲基咪唑(2-ethyl-4-methylimidazole, 2E4MI)、三苯基膦(triphenylphosphine, TPP)與4-二甲基胺基吡啶(4-dimethylaminopyridine, DMAP)中的一種或多種。路易斯酸可包括金屬鹽類化合物,如錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅等金屬鹽化合物,如辛酸鋅、辛酸鈷等金屬催化劑。固化促進劑亦包括固化起始劑(即引發劑),例如可產生自由基的過氧化物,固化起始劑包括但不限於:過氧化二異丙苯、過氧苯甲酸叔丁酯、二苯甲醯過氧化物(dibenzoyl peroxide, BPO)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧基)-3-己炔(25B)、雙(叔丁基過氧異丙基)苯或其組合。
在一個實施例中,舉例而言,本發明所述的阻聚劑並不特別限制,例如可為本領域已知的各類阻聚劑,包括但不限於各種市售阻聚劑產品。舉例而言,上述阻聚劑可包括但不限於1,1-二苯基-2-三硝基苯肼、甲基丙烯腈、雙硫酯、氮氧穩定自由基、三苯基甲基自由基、金屬離子自由基、硫自由基、對苯二酚、對甲氧基苯酚、對苯醌、酚噻嗪、β-苯基萘胺、對叔丁基鄰苯二酚、亞甲基藍、4,4’-亞丁基雙(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,2’-亞甲基雙(4-乙基-6-叔丁基苯酚)或其組合。
舉例而言,上述氮氧穩定自由基可包括但不限於2,2,6,6-取代-1-哌啶氧自由基或2,2,5,5-取代-1-吡咯烷氧自由基等來自環狀羥胺的氮氧游離基。作為取代基,較佳為甲基或乙基等碳數為4以下的烷基。作為具體的氮氧游離基化合物,可例舉2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧自由基、2,2,6,6-四乙基-1-哌啶氧自由基、2,2,6,6-四甲基-4-氧代-1-哌啶氧自由基、2,2,5,5-四甲基-1-吡咯烷氧自由基、1,1,3,3-四甲基-2-異二氫吲哚滿氧自由基、N,N-二-叔丁基胺氧自由基等。也可使用加爾萬氧基(galvinoxyl)游離基等穩定的游離基來代替氮氧游離基。
適用於本發明的樹脂組合物的阻聚劑也可以為所述阻聚劑中的氫原子或原子團被其他原子或原子團取代而衍生的產物。例如阻聚劑中的氫原子被胺基、羥基、酮羰基等原子團取代而衍生的產物。
在一個實施例中,舉例而言,適用於本發明的染色劑可包括但不限於染料(dye)或顔料(pigment)。
在一個實施例中,舉例而言,添加溶劑的主要作用,在於改變樹脂組合物的固含量,並調整樹脂組合物的黏度。舉例而言,溶劑可包括但不限於甲醇、乙醇、乙二醇單甲醚、丙酮、丁酮(又稱為甲基乙基酮)、甲基異丁基酮、環己酮、甲苯、二甲苯、甲氧基乙基乙酸酯、乙氧基乙基乙酸酯、丙氧基乙基乙酸酯、乙酸乙酯、二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、丙二醇甲基醚等溶劑或其混合溶劑。
在一個實施例中,舉例而言,添加增韌劑的主要作用,在於改善樹脂組合物的韌性。其中,增韌劑可包括但不限於端羧基丁腈橡膠(carboxyl-terminated butadiene acrylonitrile rubber, CTBN)、核殼橡膠(core-shell rubber)等化合物或其組合。
在一個實施例中,舉例而言,本發明採用的矽烷偶合劑可包括矽烷化合物(silane,例如但不限於矽氧烷化合物(siloxane)),依官能團種類又可分為胺基矽烷化合物(amino silane)、環氧基矽烷化合物(epoxide silane)、乙烯基矽烷化合物、丙烯酸酯基矽烷化合物、甲基丙烯酸酯基矽烷化合物、羥基矽烷化合物、異氰酸酯基矽烷化合物、甲基丙烯醯氧基矽烷化合物及丙烯醯氧基矽烷化合物。
前述各實施例的樹脂組合物可製成各類製品,例如適用於各類電子產品中的組件,包括但不限於半固化片、樹脂膜、積層板或印刷電路板。
舉例而言,可將本發明各實施例的樹脂組合物製成半固化片,其包括補強材料及設置於補強材料上的層狀物。該層狀物由前述樹脂組合物經高溫加熱形成半固化態(B-stage)而製得。製作半固化片的烘烤溫度可為100
oC至200
oC之間。該補強材料可為纖維材料、織布、不織布中的任何一種,且織布較佳包括玻璃纖維布。玻璃纖維布的種類並無特別限制,可為市售可用於各種印刷電路板的玻璃纖維布,例如E型玻璃布、D型玻璃布、S型玻璃布、T型玻璃布、L型玻璃布或Q型玻璃布,其中纖維的種類包括紗和粗紗等,形式則可包括開纖或不開纖。前述不織布較佳包括液晶樹脂不織布,例如聚酯不織布、聚氨酯不織布等,且不限於此。前述織布亦可包括液晶樹脂織布,例如聚酯織布或聚氨酯織布等,且不限於此。此補強材料可增加該半固化片的機械強度。在一個較佳實施例中,該補強材料亦可選擇性經由矽烷偶合劑進行預處理。該半固化片後續加熱進行固化(C-stage)後會形成絕緣層。
舉例而言,可將本發明各實施例的樹脂組合物製成樹脂膜,其由前述樹脂組合物經烘烤加熱後半固化而得到。該樹脂組合物可選擇性地塗布於聚對苯二甲酸乙二酯膜(PET膜)、聚醯亞胺膜(PI膜)、銅箔或背膠銅箔上,再經由烘烤加熱後形成半固化態,使該樹脂組合物形成樹脂膜。
舉例而言,可將本發明各實施例的樹脂組合物製成積層板,其包括二片金屬箔及設置於這些金屬箔之間的絕緣層,該絕緣層可由前述樹脂組合物於高溫、高壓條件下所固化(C-stage)而製得,其中適合的固化溫度可介於180
oC至300
oC之間,較佳為200
oC至280
oC之間,固化時間為90至180分鐘,較佳為120至150分鐘。該絕緣層可為前述半固化片或樹脂膜進行固化(C-stage)後形成。該金屬箔可包括銅、鋁、鎳、鉑、銀、金或其合金,例如金屬箔可為銅箔。
較佳的,前述積層板為銅箔基板(copper clad laminate, CCL)。
此外,前述積層板可進一步經由線路製程加工後製成電路板,例如印刷電路板。
較佳的,本發明提供的樹脂組合物或其製品,可在玻璃轉化溫度、銅箔拉力、介電損耗、板內流膠量、板邊條紋或吸濕後耐熱性等一個或多個方面得到改善。
舉例而言,本發明提供的樹脂組合物或其製品可滿足以下特性中的一種、多種或全部:
以動態機械分析法參考IPC-TM-650 2.4.24.4所述的方法測量而得的玻璃轉化溫度大於或等於220
oC,例如介於220
oC及233
oC之間;
參考IPC-TM-650 2.4.8所述的方法測量而得的銅箔拉力大於或等於3.50 lb/in,例如介於3.50 lb/in及3.80 lb/in之間;
參考JIS C2565所述的方法在10 GHz的頻率下測量而得的介電損耗小於或等於0.00350,例如介於0.00315及0.00350之間;
製品經壓合後的板內流膠量大於或等於15.0 mm,例如介於15.0 mm及26.0mm之間;
製品(例如不含銅基板)其表面經目視觀察不含板邊條紋;以及
製品參照IPC-TM-650 2.6.16.1所述的方法進行壓力蒸煮測試後再參照IPC-TM-650 2.4.23所述的方法進行耐熱性測試不發生爆板。
採用以下來源的各種原料,依照表1~表5中的用量分別調配本發明實施例及本發明比較例的樹脂組合物,並進一步製作成各類測試樣品或製品。實施例及比較例的樹脂組合物組成及測試結果如表1~表5所示(單位皆為重量份)。
共聚物1~共聚物5:來自製備例1~製備例5。
對比共聚物1~對比共聚物12:來自對比製備例1~對比製備例12。
苯基三乙烯基矽烷:如式(I)結構所示,購自蘇州矽索。
二苯基二乙烯基矽烷:如式(II)結構所示,購自蘇州矽索。
二乙烯基苯:購自日本新日鐵化學工業株式會社。
苯乙烯:市售可得,來源不限。
烯丙基三甲基矽烷:市售可得,來源不限。
Ricon 100:苯乙烯-丁二烯共聚物,購自Cray Valley公司。
甲基丙烯酸酯:市售可得,來源不限。
SA9000:末端雙甲基丙烯酸酯聚苯醚樹脂,購自Sabic公司。
OPE-2st 2200:末端雙乙烯苄基聚苯醚樹脂,購自Sabic公司。
ODV1:多官能乙烯基芳香族共聚物,Mw為28600,包含乙基乙烯基苯、二乙烯基苯和苯乙烯結構單元,購自日本新日鐵化學工業株式會社。
ODV2:多官能乙烯基芳香族共聚物,Mw為89000,包含乙基乙烯基苯、二乙烯基苯、苯乙烯和甲基丙烯酸酯結構單元,購自日本新日鐵化學工業株式會社。
SC-2500SMJ:經丙烯酸酯基矽烷偶合劑處理的球型二氧化矽,購自Admatechs。
25B:2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過氧基)-3-己炔,購自日油株式會社。
MEK:丁酮,市售可得,來源不限。
甲苯:購自強地。
表中“Z”代表各組實施例或比較例的樹脂組合物中排除(即不包含)無機填充物及溶劑後的其他所有成分的總量。舉例而言,“Z*1.0”代表無機填充物的添加量為前述Z的1.0倍。舉例而言,實施例E1中的“Z*0.6”代表無機填充物的添加量為90.3重量份(150.5重量份乘以0.6)。
表中溶劑添加量為“適量”代表溶劑添加量使樹脂組合物整體的固含量為理想固含量時的溶劑使用量。對於同時使用丁酮以及甲苯作為溶劑的樹脂組合物,“適量”代表這兩種溶劑的總量使得樹脂組合物整體的固含量為理想固含量,例如但不限於固含量為70重量%。
實施例及比較例的樹脂組合物組成及測試結果如表1~表5所示(單位皆為重量份):
[表1] 實施例樹脂組合物的組成(單位:重量份)與特性測試結果
[表2] 實施例樹脂組合物的組成(單位:重量份)與特性測試結果
[表3] 比較例樹脂組合物的組成(單位:重量份)與特性測試結果
[表4] 比較例樹脂組合物的組成(單位:重量份)與特性測試結果
[表5] 比較例樹脂組合物的組成(單位:重量份)與特性測試結果
組成分 | E1 | E2 | E3 | E4 | E5 | E6 | |
共聚物 | 共聚物1 | 50 | |||||
共聚物2 | 50 | 40 | 30 | ||||
共聚物3 | 50 | ||||||
共聚物4 | 50 | ||||||
共聚物5 | |||||||
含乙烯基聚苯醚樹脂 | SA9000 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
OPE-2st 2200 | |||||||
無機填充物 | SC-2500SMJ | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 |
固化促進劑 | 25B | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
溶劑 | MEK | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 |
甲苯 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | |
特性 | 單位 | E1 | E2 | E3 | E4 | E5 | E6 |
玻璃轉化溫度 | oC | 232 | 229 | 230 | 230 | 224 | 220 |
銅箔拉力 | lb/in | 3.70 | 3.70 | 3.75 | 3.50 | 3.65 | 3.70 |
介電損耗 | / | 0.00330 | 0.00330 | 0.00330 | 0.00320 | 0.00340 | 0.00350 |
板內流膠量 | mm | 20.0 | 22.0 | 20.5 | 24.0 | 18.0 | 16.0 |
板邊條紋 | 目測 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 |
吸濕後耐熱性 | 目測 | pass | pass | pass | pass | pass | pass |
組成分 | E7 | E8 | E9 | E10 | E11 | E12 | |
共聚物 | 共聚物1 | ||||||
共聚物2 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | ||
共聚物3 | |||||||
共聚物4 | |||||||
共聚物5 | 50 | ||||||
含乙烯基聚苯醚樹脂 | SA9000 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
OPE-2st 2200 | 100 | ||||||
無機填充物 | SC-2500SMJ | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.2 | Z*1.3 | Z*0.6 | Z*0.6 |
固化促進劑 | 25B | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.25 | 1.0 |
溶劑 | MEK | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 |
甲苯 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | |
特性 | 單位 | E7 | E8 | E9 | E10 | E11 | E12 |
玻璃轉化溫度 | oC | 220 | 231 | 227 | 230 | 221 | 233 |
銅箔拉力 | lb/in | 3.75 | 3.80 | 3.80 | 3.50 | 3.60 | 3.75 |
介電損耗 | / | 0.00320 | 0.00340 | 0.00330 | 0.00325 | 0.00315 | 0.00350 |
板內流膠量 | mm | 23.0 | 17.0 | 25.0 | 15.0 | 26.0 | 15.5 |
板邊條紋 | 目測 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 |
吸濕後耐熱性 | 目測 | pass | pass | pass | pass | pass | pass |
組成分 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | ||
共聚物 | 共聚物2 | 20 | 60 | ||||||
對比共聚物1 | 50 | ||||||||
對比共聚物2 | 50 | ||||||||
對比共聚物3 | 50 | ||||||||
對比共聚物4 | 50 | ||||||||
對比共聚物5 | 50 | ||||||||
對比共聚物6 | |||||||||
對比共聚物7 | |||||||||
對比共聚物8 | |||||||||
對比共聚物9 | |||||||||
對比共聚物10 | |||||||||
對比共聚物11 | |||||||||
對比共聚物12 | |||||||||
ODV1 | |||||||||
ODV2 | |||||||||
苯基三乙烯基矽烷 | |||||||||
二乙烯基苯 | |||||||||
苯乙烯 | |||||||||
含乙烯基聚苯醚樹脂 | SA9000 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
無機填充物 | SC-2500SMJ | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | |
固化促進劑 | 25B | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
溶劑 | MEK | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | |
甲苯 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | ||
特性 | 單位 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | |
玻璃轉化溫度 | oC | 225 | 231 | 205 | 225 | 197 | 233 | 220 | |
銅箔拉力 | lb/in | 4.30 | 3.10 | 3.70 | 3.10 | 3.70 | 3.60 | 3.70 | |
介電損耗 | / | 0.00400 | 0.00320 | 0.00340 | 0.00330 | 0.00350 | 0.00320 | 0.00320 | |
板內流膠量 | mm | 12.0 | 23.0 | 5.0 | 18.0 | 7.0 | 1.0 | 2.0 | |
板邊條紋 | 目測 | 無 | 嚴重 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | |
吸濕後耐熱性 | 目測 | pass | fail | pass | pass | pass | fail | fail | |
組成分 | C8 | C9 | C10 | C11 | C12 | C13 | C14 | ||
共聚物 | 共聚物2 | ||||||||
對比共聚物1 | |||||||||
對比共聚物2 | |||||||||
對比共聚物3 | |||||||||
對比共聚物4 | |||||||||
對比共聚物5 | |||||||||
對比共聚物6 | 50 | ||||||||
對比共聚物7 | 50 | ||||||||
對比共聚物8 | 50 | ||||||||
對比共聚物9 | 50 | ||||||||
對比共聚物10 | 50 | ||||||||
對比共聚物11 | |||||||||
對比共聚物12 | 50 | ||||||||
ODV1 | 50 | ||||||||
ODV2 | |||||||||
苯基三乙烯基矽烷 | |||||||||
二乙烯基苯 | |||||||||
苯乙烯 | |||||||||
含乙烯基聚苯醚樹脂 | SA9000 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
無機填充物 | SC-2500SMJ | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | |
固化促進劑 | 25B | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
溶劑 | MEK | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | |
甲苯 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | ||
特性 | 單位 | C8 | C9 | C10 | C11 | C12 | C13 | C14 | |
玻璃轉化溫度 | oC | 195 | 190 | 178 | 180 | 188 | 195 | 190 | |
銅箔拉力 | lb/in | 3.20 | 3.10 | 2.90 | 3.10 | 3.30 | 3.50 | 2.60 | |
介電損耗 | / | 0.00330 | 0.00330 | 0.00350 | 0.00310 | 0.00380 | 0.00450 | 0.00320 | |
板內流膠量 | mm | 14.0 | 16.0 | 7.0 | 7.0 | 3.0 | 9.0 | 0.3 | |
板邊條紋 | 目測 | 無 | 無 | 無 | 嚴重 | 無 | 無 | 無 | |
吸濕後耐熱性 | 目測 | fail | fail | fail | fail | fail | fail | fail | |
組成分 | C15 | C16 | C17 | C18 | C19 | C20 | C21 | ||
共聚物 | 共聚物2 | ||||||||
對比共聚物1 | |||||||||
對比共聚物2 | |||||||||
對比共聚物3 | |||||||||
對比共聚物4 | |||||||||
對比共聚物5 | |||||||||
對比共聚物6 | |||||||||
對比共聚物7 | |||||||||
對比共聚物8 | |||||||||
對比共聚物9 | |||||||||
對比共聚物10 | |||||||||
對比共聚物11 | 20 | ||||||||
對比共聚物12 | |||||||||
ODV1 | 20 | ||||||||
ODV2 | 50 | ||||||||
苯基三乙烯基矽烷 | 50 | 30 | 30 | 30 | |||||
二乙烯基苯 | 50 | 5 | |||||||
苯乙烯 | 50 | 15 | |||||||
含乙烯基聚苯醚樹脂 | SA9000 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
無機填充物 | SC-2500SMJ | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | Z*0.6 | |
固化促進劑 | 25B | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
溶劑 | MEK | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | |
甲苯 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | 適量 | ||
特性 | 單位 | C15 | C16 | C17 | C18 | C19 | C20 | C21 | |
玻璃轉化溫度 | oC | 192 | 200 | 205 | 178 | 198 | 205 | 192 | |
銅箔拉力 | lb/in | 2.90 | 3.00 | 3.00 | 3.20 | 2.95 | 3.20 | 3.00 | |
介電損耗 | / | 0.00350 | 0.00350 | 0.00350 | 0.00450 | 0.00355 | 0.00350 | 0.00430 | |
板內流膠量 | mm | 2.0 | 15.0 | 2.0 | 3.0 | 6.0 | 8.0 | 7.0 | |
板邊條紋 | 目測 | 無 | 無 | 嚴重 | 嚴重 | 無 | 無 | 嚴重 | |
吸濕後耐熱性 | 目測 | fail | pass | fail | fail | pass | fail | fail | |
表1~表5所示的各種樹脂組合物是參照以下方式製作清漆與各種待測物(樣品),並根據具體測試條件進行特性量測,以獲得測試結果。
清漆(或稱成膠,varnish)
分別將各個實施例(以E表示,如E1至E12)或比較例(以C表示,如C1至C21)依照表1~表5中的用量,將各組分加入攪拌槽中進行攪拌,均勻混合後形成的樹脂組合物稱為樹脂清漆。
以實施例E1為例,將100重量份的含乙烯基聚苯醚樹脂(SA9000)、50重量份的共聚物1加入到含有適量甲苯和適量丁酮的攪拌器中(表1~表5中的溶劑“適量”代表樹脂組合物可以得到理想固含量的溶劑用量,例如清漆的固含量為70重量%),攪拌至固態成分均溶解為液態的均相。接著加入“Z*0.6”重量份的球型二氧化矽SC-2500SMJ(即90.3重量份)攪拌至完全分散後,再加入0.5重量份的固化促進劑(25B,使用適量的溶劑先溶解成溶液)並攪拌1小時,得到樹脂組合物E1的清漆。
此外,依照表1~表5所列成分用量,參考實施例E1的清漆的製作方法,製備其他實施例E2~E12及比較例C1~C21的清漆。
半固化片(使用2116 E-玻璃纖維布)
分批將列於表1~表5中不同的實施例(E1至E12)及比較例(C1至C21)中的樹脂組合物分別加入一攪拌槽中混合均勻並攪拌至完全溶解為清漆(varnish),再將樹脂組合物置入一含浸槽中。將玻璃纖維布(例如規格為2116的E-玻璃纖維布)通過上述含浸槽,使樹脂組合物附著於玻璃纖維布上,於120
oC至150
oC下進行加熱成半固化態(B-Stage),得到半固化片(樹脂含量約52%)。
半固化片(使用1080 E-玻璃纖維布)
分批將列於表1~表5不同的實施例(E1至E12)及比較例(C1至C21)中的樹脂組合物分別加入一攪拌槽中混合均勻並攪拌至完全溶解為清漆(varnish),再將樹脂組合物置入一含浸槽中。將玻璃纖維布(例如規格為1080的E-玻璃纖維布)通過上述含浸槽,使樹脂組合物附著於玻璃纖維布上,於120
oC至150
oC下進行加熱成半固化態(B-Stage),得到半固化片(樹脂含量約71%)。
銅箔基板(五張半固化片壓合而成)
分批準備兩張厚度為18微米的超低表面粗糙度銅箔(hyper very low profile copper foil,HVLP copper foil)以及五張由各樹脂組合物所製得的半固化片(使用1080 E-玻璃纖維布)。每一張半固化片的樹脂含量約71%。依銅箔、五張半固化片及銅箔的順序進行疊合,在真空條件、210
oC下壓合2小時形成各銅箔基板。其中,五張相互疊合的半固化片會固化(C-stage)形成兩銅箔之間的絕緣層,絕緣層的樹脂含量約71%。
銅箔基板(八張半固化片壓合而成)
分批準備兩張厚度為18微米的超低表面粗糙度銅箔(hyper very low profile copper foil,HVLP copper foil)以及八張由各樹脂組合物所製得的半固化片(使用2116 E-玻璃纖維布)。每一張半固化片的樹脂含量約52%。依銅箔、八張半固化片及銅箔的順序進行疊合,在真空條件、210
oC下壓合2小時形成各銅箔基板。其中,八張相互疊合的半固化片會固化(C-stage)形成兩銅箔間的絕緣層,絕緣層的樹脂含量約52%。
不含銅基板(八張半固化片壓合而成)
將上述銅箔基板(八張半固化片壓合而成)經蝕刻去除兩面的銅箔,以獲得不含銅基板,其由八張半固化片壓合而成,且具有樹脂含量約52%。
不含銅基板(兩張半固化片壓合而成)
分批準備兩張厚度為18微米的超低表面粗糙度2銅箔(hyper very low profile 2 copper foil,HVLP2 copper foil)以及兩張由各樹脂組合物所製得的半固化片(使用1080 E-玻璃纖維布)。每一張半固化片的樹脂含量約71%。依銅箔、兩張半固化片及銅箔的順序進行疊合,在真空條件、210
oC下壓合2小時形成各銅箔基板,之後將銅箔基板的兩面銅箔蝕刻去除,得到不含銅基板。其中,兩張相互疊合的半固化片會固化(C-stage)形成兩銅箔間的絕緣層,絕緣層的樹脂含量約71%。
各測試方法及其特性分析項目說明如下。
1、玻璃轉化溫度(Tg)
在玻璃轉化溫度的測試中,選用不含銅基板(八張半固化片壓合而成)作為待測樣品進行動態機械分析(dynamic mechanical analysis,DMA)。以溫升速率每分鐘2
oC加熱樣品,由35
oC升溫至380
oC的溫度區間,參照IPC-TM-650 2.4.24.4所述方法測量各待測樣品的玻璃轉化溫度(單位為
oC)。玻璃轉化溫度越高代表樣品特性越佳。
舉例而言,根據本發明公開的樹脂組合物所製成的製品,參考IPC-TM-650 2.4.24.4所述的方法測量而得的玻璃轉化溫度高,例如玻璃轉化溫度Tg大於或等於220
oC,例如介於220
oC及233
oC之間,例如大於或等於220
oC、221
oC、224
oC、227
oC、229
oC、230
oC、231
oC、232
oC或233
oC。
2、銅箔拉力(或稱剝離強度,peel strength, P/S)
將銅箔基板(八張半固化片壓合而成)裁成寬度為24 mm、長度大於60 mm的長方形樣本,並將表面銅箔蝕刻,僅留寬度為3.18 mm和長度大於60 mm的長條形銅箔。利用萬能拉伸強度試驗機,在常溫下(約25
oC)依IPC-TM-650 2.4.8所述方法進行量測,測出將銅箔拉離基板表面所需的力量大小(lb/in)。銅箔拉力越高越佳,且銅箔拉力值的差異大於或等於0.1 lb/in為顯著差異(存在顯著的技術困難度)。
舉例而言,根據本發明公開的樹脂組合物所製成的製品,參考IPC-TM-650 2.4.8所述的方法測量而得的銅箔拉力大於或等於3.50 lb/in,較佳為大於或等於3.50 lb/in、3.60 lb/in、3.65 lb/in、3.70 lb/in、3.75 lb/in或3.80 lb/in,例如介於3.50 lb/in及3.80 lb/in之間。
3、介電損耗(dissipation factor, Df)
於介電損耗的量測中,選用上述不含銅基板(兩張半固化片壓合而成)為待測樣品,採用微波介電分析儀(microwave dielectrometer,購自日本AET公司),依照JIS C2565所述方法,於10 GHz的頻率下測量各待測樣品。介電損耗越低代表待測樣品的介電特性越佳。
在10 GHz的測量頻率,Df值小於或等於0.005的情況下,Df值的差異小於0.0001代表基板的介電損耗沒有顯著差異,Df值的差異大於或等於0.0001代表不同基板的介電損耗之間存在顯著差異(存在顯著的技術困難度)。
舉例而言,根據本發明公開的樹脂組合物所製成的製品,參考JIS C2565所述的方法在10 GHz的頻率下測量而得的介電損耗小於或等於0.00350,例如介於0.00315及0.00350之間,例如小於或等於0.00315、0.00320、0.00325、0.00330、0.00340或0.00350。
4、板內流膠量
首先,準備EM-827的含銅基板作為含銅核芯板(可購自中山台光電子材料有限公司,其使用7628 E-玻璃纖維布及1盎司HTE銅箔),含銅核芯板的厚度為28密耳。將此含銅核芯板的表面銅箔經由公知的棕化處理工藝處理可得到棕化核芯板。
再分批準備前述實施例(E1至E12)及比較例(C1至C21)製得的一張半固化片(使用規格1080 E-玻璃纖維布製作,每一張半固化片的樹脂含量約為71%,厚度約為4.5密耳,其長、寬各為17英寸與15英寸),以及一個厚度為28密耳且長、寬各為18英寸與16英寸的前述棕化核芯板,其中該半固化片的中央具有一個長、寬均為4英寸的菱形開口(使用公知沖孔機將半固化片的中央沖出一個4英寸*4英寸的菱形空間)。
以一張0.5盎司HTE銅箔(反壓,即銅箔的亮面接觸半固化片)、一張半固化片及一個棕化核芯板的順序疊合,之後在真空、高溫(200
oC)及高壓(360 psi)條件下壓合固化2小時,得到含銅多層板。將此含銅多層板的表面反壓銅箔移除後可得到板內流膠樣板。取板內流膠樣板,將4英寸*4英寸的菱形各邊做為基線,每邊以3個平分點平均分成4個等分,測量共12個點上各自的流膠量(即12個點上各別的垂直方向流膠距離),並計算12個點流膠量的平均值,即可得出板內流膠量(平均值),單位為mm。一般而言,板內流膠量較佳介於15.0 mm至26.0 mm之間。舉例而言,根據本發明公開的樹脂組合物所製成的製品經壓合後的板內流膠量大於或等於15.0 mm。
5、板邊條紋
將銅箔基板(五張半固化片壓合而成)的兩面銅箔蝕刻去除,得到不含銅基板。以人員目視觀察不含銅基板的絕緣層表面狀況,若板邊出現樹枝狀分布代表樹脂組合物中的相容性不佳或是流動性差異大而造成不均勻的現象。基板出現樹枝狀分布會造成後續製成的電路板特性不均勻(可靠性不佳)及良品率大幅降低,例如造成介電性不良、耐熱性低、熱膨脹性不均勻或層間結合變差等缺點。不含銅基板有樹枝狀分布的示意圖如圖3,不含銅基板無樹枝狀分布的示意圖如圖4。
6、吸濕後耐熱性(PCT)
選用上述不含銅基板(八張半固化片壓合而成)樣品,參照IPC-TM-650 2.6.16.1所述的方法經壓力蒸煮測試(pressure cooking test, PCT)進行吸濕5小時(測試溫度121
oC,且相對濕度100%)後,再參考IPC-TM-650 2.4.23所述方法,浸入恆溫288
oC的錫爐內,並在浸入20秒後取出觀察是否發生爆板,例如絕緣層與絕緣層之間出現層間剝離即屬爆板。層間剝離會在基板任意層間發生起泡分離的現象。
舉例而言,根據本發明公開的樹脂組合物所製成的製品,參考IPC-TM-650 2.6.16.1及IPC-TM-650 2.4.23所述的方法進行吸濕後耐熱性測試不發生爆板。不爆板結果記錄為“pass”來代表通過,爆板則記錄為“fail”來代表不通過。
根據表1~表5的測試結果,可以觀察到以下現象。
藉由分別對比實施例E1~E12與比較例C1~C2,可以確認本發明藉由使用100重量份的含乙烯基聚苯醚樹脂與30~50重量份的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物,相較於苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物用量在上述範圍外,本發明所製得的製品能同時達到提高銅箔拉力、降低介電損耗、適當的板內流膠量、無板邊條紋以及吸濕後耐熱性測試通過等特性中的一種、多種或全部技術效果。
藉由分別對比實施例E1~E4、E7~E8與比較例C3~C9,可以確認本發明藉由使用50重量份至70重量份的苯基乙烯基矽烷、10重量份至20重量份的二乙烯基苯及20重量份至30重量份苯乙烯反應得到的共聚物,相較於用量在上述範圍外或苯基乙烯基矽烷與二乙烯基苯或苯乙烯單獨共聚後得到的對比共聚物,本發明所製得的製品能同時達到提高玻璃轉化溫度、銅箔拉力、板內流膠量以及吸濕後耐熱性測試通過等特性中的一種、多種或全部技術效果。
藉由分別對比實施例E1~E4、E7~E8與比較例C10~C13,可以確認本發明藉由使用50重量份至70重量份的苯基乙烯基矽烷、10重量份至20重量份的二乙烯基苯及20重量份至30重量份苯乙烯反應得到的共聚物,相較於單體種類或用量在上述範圍外的化合物,本發明所製得的製品能同時達到提高玻璃轉化溫度、提高銅箔拉力、降低介電損耗、提高板內流膠量、無板邊條紋或吸濕後耐熱性測試通過等特性中的一種、多種或全部技術效果。
藉由分別並列對比實施例E1~E4、E7~E8與比較例C14~C15,可以確認本發明的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物相較於多官能乙烯基芳香族共聚物,本發明所製得的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物不僅反應性比多官能乙烯基芳香族共聚物低,能給後續工藝提供更長的操作時間,而且其製品能同時提高玻璃轉化溫度、提高銅箔拉力、提高板內流膠量或吸濕後耐熱性測試通過等特性中的一種、多種或全部技術效果。
藉由分別並列對比實施例E1~E4、E7~E8與比較例C16~C21可以確認在樹脂組合物中,本發明添加50重量份的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物,相較於單獨僅添加50重量份的苯基三乙烯基矽烷、50重量份的二乙烯基苯、50重量份的苯乙烯,或者組合苯基三乙烯基矽烷和多官能乙烯基芳香族共聚物、組合苯基三乙烯基矽烷與二乙烯基苯-苯乙烯共聚物,或者添加未共聚的30重量份的苯基三乙烯基矽烷、5重量份的二乙烯基苯和15重量份的苯乙烯,本發明所製得的共聚物能同時達到提高玻璃轉化溫度、提高銅箔拉力、降低介電損耗、提高板內流膠、無板邊條紋或吸濕後耐熱性測試通過等特性中的一種、多種或全部技術效果。
藉由分別對比實施例E1~E12與比較例C1~C21,可以確認本發明藉由將100重量份的含乙烯基聚苯醚樹脂和30重量份至50重量份的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物搭配物使用,能使所製得的基板同時達到玻璃轉化溫度大於或等於220
oC、銅箔拉力大於或等於3.50 lb/in、介電損耗小於或等於0.00350以及板內流膠量大於或等於15.0 mm等特性中的一種、多種或全部技術效果。反之,未使用本發明技術方案的比較例C1~C21則無法同時達到前述技術效果。
以上實施方式本質上僅為輔助說明,且並不欲用以限制申請標的的實施例或這些實施例的應用或用途。在本文中,用語“例示性”代表“作為一個實例、範例或說明”。本文中任一種例示性的實施形態並不必然可解讀為相對於其他實施形態而言為較佳或較有利者。
此外,儘管已於前述實施方式中提出至少一例示性實施例或比較例,但應瞭解本發明仍可存在大量的變化。同樣應瞭解的是,本文所述的實施例並不欲用以藉由任何方式限制所請求的申請標的的範圍、用途或組態。相反的,前述實施方式將可提供本領域具有通常知識者一種簡便的指引以實施所述的一種或多種實施例。再者,可對要素的功能與排列進行各種變化而不脫離申請專利範圍所界定的範圍,且申請專利範圍包含已知的均等物及在本專利申請案提出申請時的所有可預見均等物。
無
圖1為共聚物2、聚苯基三乙烯基矽烷與聚苯乙烯的核磁氫譜圖譜。
圖2為共聚物2的凝膠滲透色譜(GPC)圖譜。
圖3為不含銅基板有樹枝狀分布的示意圖。
圖4為不含銅基板無樹枝狀分布的示意圖。
Claims (17)
- 一種苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物,由50重量份至70重量份的苯基乙烯基矽烷、10重量份至20重量份的二乙烯基苯和20重量份至30重量份的苯乙烯所共聚而成,且苯基乙烯基矽烷、二乙烯基苯和苯乙烯的重量總計為100重量份,其中苯基乙烯基矽烷具有如下式(I)或式(II)所示結構:
- 如請求項1所述的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物,其揮發量介於40%及60%之間。
- 如請求項1所述的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物,其中,由苯基乙烯基矽烷形成的結構單元的含量為30 mol%至50 mol%。
- 如請求項1所述的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物,其包含式(a)所示的結構單元以及式(b)所示的結構單元,還包括式(c)、式(d)、式(e)和式(f)所示的結構單元中的任何一個或多個:
- 如請求項1所述的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物,其重均分子量介於3000至30000之間。
- 一種如請求項1所述的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物的製造方法,其包括將50重量份至70重量份的苯基乙烯基矽烷、10重量份至20重量份的二乙烯基苯和20重量份至30重量份的苯乙烯在70 oC至130 oC下反應3小時至14小時的步驟。
- 一種樹脂組合物,其包含30重量份至50重量份的如請求項1所述的苯基乙烯基矽烷-二乙烯基苯-苯乙烯三聚物和100重量份的含乙烯基聚苯醚樹脂。
- 如請求項7所述的樹脂組合物,其進一步包括馬來醯亞胺樹脂、馬來醯亞胺三嗪樹脂、不飽和聚烯烴樹脂、氫化不飽和聚烯烴樹脂、小分子含乙烯基樹脂、苯乙烯馬來酸酐樹脂、環氧樹脂、酚樹脂、苯并噁嗪樹脂、氰酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂或其組合。
- 如請求項8所述的樹脂組合物,其中,該小分子含乙烯基樹脂包括苯乙烯、二乙烯基苯、二(乙烯基苄基)醚、1,2,4-三乙烯基環己烷、二(乙烯基苯基)乙烷、二(乙烯基苯基)己烷、雙乙烯基苯基二亞甲基醚、雙乙烯基苯基二亞甲基苯、三烯丙基異氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、前述任一種成分的預聚物或其組合。
- 如請求項7所述的樹脂組合物,其中,該含乙烯基聚苯醚樹脂包括末端乙烯苄基聚苯醚樹脂、末端甲基丙烯酸酯聚苯醚樹脂或其組合。
- 如請求項10所述的樹脂組合物,其中,該末端乙烯苄基聚苯醚樹脂及該末端甲基丙烯酸酯聚苯醚樹脂分別包括式(III)及式(IV)所示的結構: 式(III) 式(IV) 其中,R 1至R 14各自獨立為H或-CH 3,W 1及W 2各自獨立為C 1至C 3的二價脂肪族基團; b1為0至8的整數; Q 1包括式(B-1)至式(B-3)所示結構中的任一個或其組合: 式(B-1) 式(B-2) 式(B-3) Y 1及Y 2各自獨立包括式(B-4)所示結構: 式(B-4) 其中,R 15至R 30各自獨立為H或-CH 3;m1及n1各自獨立為1至30的整數;以及A 1選自共價鍵、-CH 2-、-CH(CH 3)-、-C(CH 3) 2-、-O-、-S-、-SO 2-及羰基。
- 如請求項7所述的樹脂組合物,其進一步包括胺類固化劑、阻燃劑、無機填充物、固化促進劑、阻聚劑、染色劑、溶劑、增韌劑、矽烷偶合劑或其組合。
- 一種由請求項7所述的樹脂組合物所製成的製品,其包括半固化片、樹脂膜、積層板或印刷電路板。
- 如請求項13所述的製品,其中,所述製品以動態機械分析法參考IPC-TM-650 2.4.24.4所述的方法測量而得的玻璃轉化溫度大於或等於220 oC。
- 如請求項13所述的製品,其中,所述製品參考IPC-TM-650 2.4.8所述的方法測量而得的銅箔拉力大於或等於3.50 lb/in。
- 如請求項13所述的製品,其中,所述製品參考JIS C2565所述的方法在10 GHz的頻率下測量而得的介電損耗小於或等於0.00350。
- 如請求項13所述的製品,其中,所述製品經壓合後的板內流膠量大於或等於15.0 mm。
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