Polymermaterial zur Herstellung von Laminaten sowie Laminat für die Leiterplattenindustrie Polymer material for the production of laminates and laminate for the printed circuit board industry
Die vorliegende Erfindung betrifft Polymermaterial, insbesondere eine Polymermischung, aus einer Mischung von Kohlenwasserstoffharz mit Cyanatester und gegebenenfalls Epoxidharz als Polymerwerkstoff zur Herstellung von Laminaten für die Leiterplattenindustrie, vorzugsweise zur Herstellung von Elektrolaminaten mit niedrigen dielektrischen Verlusten. Die Erfindung betrifft ferner ein Laminat für die Herstellung von Leiterplatten aus diesem Polymermaterial.The present invention relates to polymer material, in particular a polymer mixture, of a mixture of hydrocarbon resin with cyanate ester and optionally epoxy resin as polymer material for the production of laminates for the printed circuit board industry, preferably for the production of electrical laminates with low dielectric losses. The invention further relates to a laminate for the production of printed circuit boards of this polymer material.
Bei den in der Elektroindustrie verwendeten Laminaten handelt es sich um Kunststoffplatten, die vereinfacht gesagt aus Gewebelagen bestehen, die ihrerseits beispielsweise mit Phenol- oder Epoxidharzen beschichtet worden sind. Dabei unterscheidet man zwischen unkaschierten Laminaten, die z.B. als Isoliermaterialien Verwendung finden sollen, und kaschierten Laminaten, die mit einer Metallfolie, i.d.R. einer Kupferfolief verpreßt worden sind und die z.B. als Basismaterialien zur Leiterplattenherstellung verwendet werden sollen.The laminates used in the electrical industry are plastic sheets, which, in simple terms, consist of fabric layers which, in turn, have been coated, for example, with phenolic or epoxy resins. A distinction is made between non-laminated laminates, e.g. to be used as insulating materials, and laminated laminates coated with a metal foil, i.d.R. a copper foil have been pressed and the e.g. to be used as base materials for printed circuit board production.
Gegenwärtig lassen sich die für die Laminatproduktion verwendeten Materialien in drei Materialklassen einteilen:At present, the materials used for laminate production can be divided into three material classes:
Harze, - Trägerstoffe,Resins, - Carriers,
Kupferfolien.Copper foils.
Als Harze werden in der Laminatproduktion Phenolharze, Polyesterharze, Epoxidharze, Bismaleinimid/Triazinharze, Cyanatharze, Polyimidharze, aber auch Teflon (Polytetrafluorethylen) eingesetzt. Die gebräuchlichsten TrägersystemeThe resins used in the production of laminates are phenolic resins, polyester resins, epoxy resins, bismaleimide / triazine resins, cyanate resins, polyimide resins, but also teflon (polytetrafluoroethylene). The most common carrier systems
BESTÄTäGUNGSKOPlE
hierfür sind Papier, Vliese und Gewebe aus Glas oder Aramid, PTFE- Gewebe und PTFE-Folie. Je nach Einsatzzweck werden Kupferfolien aus elektrolytisch abgeschiedenem Kupfer oder aber gewalztes Kupfer zur Laminatherstellung verwendet.BESTÄTäGUNGSKOPlE this includes paper, nonwovens and woven fabrics made of glass or aramid, PTFE fabric and PTFE film. Depending on the application, copper foils made of electrodeposited copper or rolled copper are used for the production of laminates.
Für Hochfrequenzanwendungen werden Laminatmaterialien mit verbesserten dielektrischen Eigenschaften benötigt, d.h. solche Materialien weisen einen niedrigen dielektrischen Verlustfaktor tan δ und eine niedrige Dielektrizitätskonstante DK auf.For high frequency applications, laminate materials with improved dielectric properties are needed, i. such materials have a low dielectric loss factor tan δ and a low dielectric constant DK.
Es ist bekannt, daß Polymermaterialien aus unpolaren oder wenig polaren Rohstoffen sehr gute dielektrische Eigenschaften aufweisen. Dies ist bekanntermaßen auch bei Cyanatestern oder Abmischungen von Cyanatestern und Epoxidharzen der Fall. Nachteilig ist jedoch, daß solche Cyanatestersysteme bzw. deren Abmischungen hydrolyseempfindlich sind, und dieseIt is known that polymer materials made of non-polar or poorly polar raw materials have very good dielectric properties. As is known, this is also the case with cyanate esters or blends of cyanate esters and epoxy resins. The disadvantage, however, is that such cyanate ester systems or mixtures thereof are sensitive to hydrolysis, and these
Hydrolyseempfindlichkeit letztendlich bei der Verarbeitung dieser Systeme sowie bei der Lagerung von hieraus gefertigten Zwischenprodukten zu Problemen führt. Darüber hinaus sind solche Polymermaterialien bzw. Polymerformstoffe sehr spröde, so daß die Oberflächenbeschaffenheit solcher Laminate oft ungenügend ist.Hydrolysis sensitivity ultimately leads to problems in the processing of these systems and in the storage of intermediates produced therefrom. In addition, such polymer materials or polymer molding materials are very brittle, so that the surface condition of such laminates is often insufficient.
Es besteht daher noch ein Bedürfnis nach Polymermaterialien, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweisen, so daß sie als Polymerwerkstoffe zur Herstellung von Laminaten für die Leiterplattenindustrie, vorzugsweise zur Herstellung von Elektrolaminaten mit niedrigen dielektrischen Verlusten bzw.There is therefore still a need for polymer materials which do not have the aforementioned disadvantages, so that they are used as polymer materials for the production of laminates for the circuit board industry, preferably for the production of electrical laminates with low dielectric losses or
Laminate geeignet sind.Laminates are suitable.
Es ist bekannt, daß es sich bei Kohlenwasserstoffharzen um thermoplastische Polymere handelt, die eine mittlere Moleklarmasse unter 2000 aufweisen und über einen großen Temperaturbereich erweichen. Je nach Provenienz derIt is known that hydrocarbon resins are thermoplastic polymers which have a mean molecular weight below 2000 and soften over a wide temperature range. Depending on the provenance of
Kohlenwasserstoffharze unterscheidet man üblicherweise zwischen Harzen aus Erdöl, Harzen aus Steinkohlenteer und Harzen aus Terpenharzen. Hierbei sind die Erdöl- oder Petroleumharze die bedeutendste Gruppe der Kohlenwasserstoffharze. Hinsichtlich der Kohlenteerharze ist auf die Cumaron-Inden-Harze (auch Inden- Cumaron-Harze genannt) hinzuweisen, die die wichtigsten Vertreter dieser Gruppe
sind, und bei denen es sich um die ältesten synthetischen Thermoplaste überhaupt handelt, die eine Vielzahl von technischen Anwendungen gefunden haben.Hydrocarbon resins are usually distinguished between resins of petroleum, resins of coal tar and resins of terpene resins. Here, the petroleum or petroleum resins are the most important group of hydrocarbon resins. With regard to coal tar resins, reference should be made to coumarone-indene resins (also called indene coumarone resins), which are the main representatives of this group are and are the oldest synthetic thermoplastics ever to have found a variety of engineering applications.
Hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften reicht das Spektrum der Kohlenwasserstoffharze von Flüssigkeiten bei Normaltemperatur bis zu spröden harten Festkörpern, wobei die Farbe der Harze von fast farblos bis dunkelbraun variieren kann. Aufgrund des Eigenschaftsprofils dieser Harze können sie u.a. als Bindemittel, Klebrigmacher (Tackifier), Verstärker, Extender, Filmbildner und Dispersionsmittel in einer Vielzahl von Anwendungen, vornehmlich bei Klebstoffen, Kautschuken und Farben etc. eingesetzt werden.In terms of physical properties, the range of hydrocarbon resins ranges from liquids at normal temperature to brittle hard solids, where the color of the resins can vary from almost colorless to dark brown. Due to the property profile of these resins, they may i.a. as binders, tackifiers, enhancers, extenders, film formers and dispersants in a variety of applications, especially in adhesives, rubbers and paints, etc. are used.
Weiterhin ist bekannt, daß reine Kohlenwasserstoffharze gute Isoliereigenschaften besitzen, da die Werte der Dielektrizitätskonstanten im Bereich von ca. 2,3 bis 2,8 liegen. Darüber hinaus sind Kohlenwasserstoffharze in aromatischen und aliphatischen Lösungsmitteln, höheren Ketonen, Estern, Ethern und halogeniertenFurthermore, it is known that pure hydrocarbon resins have good insulating properties since the values of the dielectric constants are in the range of about 2.3 to 2.8. In addition, hydrocarbon resins are in aromatic and aliphatic solvents, higher ketones, esters, ethers and halogenated
Lösungsmitteln löslich. Im allgemeinen sind Kohlenwasserstoffharze auch mit einer Vielzahl von Stoffen verträglich, nämlich trocknenden Öle, Weichmacher, Styrole, Polyethylenwachse und Kautschuke, so daß solche Kohlenwasserstoffharze auch als Additive für reaktive Polymere Verwendung finden konnten. Jedoch wird berichtet, daß Kohlenwasserstoffharze mit Rizinusölen, Celluloseethern und - estern sowie Epoxidharzen und Ketonharzen nicht verträglich sind (vgl. Ulimanns Encyclopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Bd. 12, 539, 540 rechte Spalte.Solvents soluble. In general, hydrocarbon resins are also compatible with a variety of materials, namely, drying oils, plasticizers, styrenes, polyethylene waxes and rubbers, so that such hydrocarbon resins could also find use as additives for reactive polymers. However, it is reported that hydrocarbon resins are not compatible with castor oils, cellulose ethers and esters, as well as epoxy resins and ketone resins (see Ulimann's Encyclopadie der technischen Chemie, 4th Edition, Vol. 12, 539, 540 right column.
Es wurde nun überraschenderweise festgestellt, daß die erfindungsgemäße Aufgabe, nämlich Polymermaterial bereitzustellen, das als Polymerwerkstoff zurIt has now surprisingly been found that the object of the invention, namely to provide polymer material, as the polymer material for
Herstellung von Laminaten für die Leiterplattenindustrie, vorzugsweise zur Herstellung von Elektrolaminaten mit niedrigen dielektrischen Verlusten geeignet ist, von Polymermaterial, insbesondere einer Polymermischung bestehend aus einer Mischung von mindestens einem mit Cyanatestern verträglichen Kohlenwasserstoffharz, mindestens einem Cyanatester und gegebenenfalls mindestens einem Epoxidharz gelöst werden kann. Dies war insoweit überraschend, als zu erwarten gewesen wäre, daß eine Kombination bzw. eine Mischung von Kohlenwasserstoffharzen mit Cyanatestern zu Produkten führen würde, die zur Herstellung von Laminaten für die Leiterplattenindustrie nicht geeignet sind, da Abmischungen von Epoxidharzen mit
Kohlenwasserstoffharzen aufgrund der mangelnden Verträglichkeit miteinander und der geringen Lagerfähigkeit dieser Komponenten und der daraus hergestellten Prepregs nicht zur Herstellung solcher Laminate verwendet werden können. Demgegenüber sind Polymermaterialien bzw. -formstoffe auf Basis von Cyanatestem bzw. Abmischungen von Cyanatestern und Epoxidharzen als Polymermaterialien zur Herstellung von Laminatmaterialien bekannt.Production of laminates for the printed circuit board industry, preferably suitable for the production of low dielectric loss electrical laminates, of polymer material, in particular a polymer mixture consisting of a mixture of at least one cyanate ester compatible hydrocarbon resin, at least one cyanate ester and optionally at least one epoxy resin can be solved. This was surprising inasmuch as it would have been expected that a combination or mixture of hydrocarbon resins with cyanate esters would lead to products which are not suitable for the production of laminates for the printed circuit board industry, since blends of epoxy resins with Hydrocarbon resins can not be used to make such laminates due to the lack of compatibility with each other and the low shelf life of these components and prepregs made therefrom. In contrast, polymer materials or molding materials based on Cyanatestem or blends of cyanate esters and epoxy resins are known as polymer materials for the production of laminate materials.
Erfindungsgemäß können die Polymermaterialien, insbesondere Poiymermischungen als Cyanatesterharze mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel IAccording to the invention, the polymer materials, in particular polymer mixtures as cyanate ester resins, may comprise at least one compound of the general formula I
R(O-C≡N)n R (OC≡N) n
aufweisen, wobei R ein ein- oder mehrkerniger aromatischer oder alkylaromatischer substituierter oder unsubstituierter Rest und n eine Zahl größer 1 ist.wherein R is a mononuclear or polynuclear aromatic or alkylaromatic substituted or unsubstituted radical and n is a number greater than 1.
Bevorzugt sind insbesondere Cyanatesterharze der allgemeinen Formel IlCyanate ester resins of the general formula II are particularly preferred
wobei Z = -CN oder gegebenenfalls Wasserstoffwhere Z = -CN or optionally hydrogen
X = ein zweiwertiger organischer Rest, insbesondere ein substituierter oder unsubstituierter linearer, zyklischer oder verzweigter Alkyl- oder Benzylrest mit 1 bisX = a divalent organic radical, in particular a substituted or unsubstituted linear, cyclic or branched alkyl or benzyl radical having 1 to
10 Kohlenstoffatomen, wobei X identisch oder verschieden voneinander sein kann,10 carbon atoms, where X may be identical or different from each other,
R = inerter organischer Rest, insbesondere ein Alkyl-, Halogen-, ein Ether- oderR = inert organic radical, in particular an alkyl, halogen, an ether or
Esterrest m = eine Zahl von 0 bis 4
a = eine Zahl von 0 bis 10Ester residue m = a number from 0 to 4 a = a number from 0 to 10
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäßen Polymermaterialien Cyanatester mit Z = -CN, X = Methylen, wobei a = 0 bis 5 sein kann, auf.The polymer materials according to the invention preferably have cyanate esters with Z = -CN, X = methylene, where a = 0 to 5.
Diese Cyanatesterharze können auch Triazine enthalten. Exemplarisch wird hier auf die EP 0 794 979 B1 hingewiesen, in der solche polyfunktionellen Phenolcyanat/Phenoltriazin-Copolymeren beschrieben worden sind, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Somit ist diese Druckschrift nunmehr Teil der Beschreibung der erfindungsgemäßen Polymermischungen. Cyanatesterharze, dieThese cyanate ester resins may also contain triazines. By way of example, reference is hereby made to EP 0 794 979 B1, in which such polyfunctional phenolocyanate / phenoltriazine copolymers have been described, to which reference is hereby expressly made. Thus, this document is now part of the description of the polymer blends of the invention. Cyanate ester resins, the
Triazine enthalten, können von der Fa. Lonza Ltd., Basel, Schweiz unter der Produktbezeichnung Primaset® bezogen werden. Erfindungsgemäß einsetzbare Produkte sind beispielsweise Primaset® PT-15, Primaset® PT-30, Primaset® PT- 3OS, Primaset® PT-60, Primaset® PT-60S, Primaset® BA-230S, wobei das Cyanatesterharz des Produktes Primaset® PT-60 für die erfindungsgemäßenTriazines can be obtained from the company Lonza Ltd., Basel, Switzerland under the product name Primaset®. Products which can be used according to the invention are, for example, Primaset® PT-15, Primaset® PT-30, Primaset® PT-3OS, Primaset® PT-60, Primaset® PT-60S, Primaset® BA-230S, where the cyanate ester resin of the product Primaset® PT- 60 for the inventive
Polymermaterialien besonders bevorzugt ist.Polymer materials is particularly preferred.
Nach der in Elias, Makromoleküle, 5. Auflage, Hüthig und Wepf Verlag, Basel, 1992, Bd. 2, Seite 606 angegebenen Definition handelt es sich dem terminus technicus "Verträglichkeit" um einen operativen Begriff für das Verhalten vonAccording to the definition given in Elias, Makromolekule, 5th edition, Hüthig and Wepf Verlag, Basel, 1992, Vol. 2, page 606, the terminus technicus "compatibility" is an operative term for the behavior of
Polymer/Polymer-Mischungen, die sich nicht in einem thermodynamischen Gleichgewicht befinden, die sich jedoch z.B. hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften verhalten, als ob sie es wären.Polymer / polymer blends that are not in thermodynamic equilibrium, but which are e.g. behave in terms of mechanical properties as if they were.
Obgleich die Eigenschaften, insbesondere von Polymermischungen wesentlich davon abhängen, ob die Komponenten thermodynamisch mischbar oder nicht mischbar sind, so kann doch der phänomenologische Begriff der "Verträglichkeit" nicht einfach mit dem thermodynamischen Begriff der Mischbarkeit gleichgesetzt werden (vgl. Elias, Makromoleküle, 5. Auflage, Hüthig und Wepf Verlag, Basel, 1990, Bd. 1 , Seite 680). Erfindungsgemäß wird daher unter dem BegriffAlthough the properties, in particular of polymer blends, essentially depend on whether the components are thermodynamically miscible or immiscible, the phenomenological concept of "compatibility" can not simply be equated with the thermodynamic concept of miscibility (see Elias, Macromolecules, 5. Edition, Hüthig and Wepf Verlag, Basel, 1990, Vol. 1, page 680). According to the invention is therefore under the term
Verträglichkeit verstanden, daß die einzelnen Komponenten, die für die erfindungsgemäßen Polymermischungen Verwendung finden können, nämlichCompatibility understood that the individual components that can be used for the polymer blends according to the invention, namely
a) Kohlenwasserstoffharze b) Cyanatesterharze der allgemeinen Formel I
c) gegebenenfalls Epoxidharzea) Hydrocarbon resins b) Cyanate ester resins of the general formula I. c) optionally epoxy resins
sich hinsichtlich ihrer mechanischen bzw. anwendungstechnischen Eigenschaften so verhalten, daß sie als Polymerwerkstoffe zur Herstellung von Laminaten für die Leiterplattenindustrie, vorzugsweise zur Herstellung von Elektrolaminaten mit niedrigen dielektrischen Verlusten geeignet sind.behave in terms of their mechanical or performance properties so that they are suitable as polymer materials for the production of laminates for the printed circuit board industry, preferably for the production of electrical laminates with low dielectric losses.
Für die erfindungsgemäßen Polymermaterialien, insbesondere Polymermischungen können alle Kohlenwasserstoffharze eingesetzt werden, die mit den Cyanatesterharzen der allgemeinen Formel I R(O-C=N)n .vorzugsweise der allgemeinen Formel Il verträglich sind, d.h. es können alle bekannten Erdöl- oder Petroleumharze, Harze aus Steinkohlenteer, insbesondere die Inden-Cumaron- Harze sowie Terpenharze verwendet werden.For the polymer materials according to the invention, in particular polymer blends, it is possible to use all hydrocarbon resins which are compatible with the cyanate ester resins of the general formula IR (OC =N) n, preferably of the general formula II, ie all known petroleum or petroleum resins, resins from coal tar, in particular the indene coumarone resins and terpene resins are used.
Bevorzugt können auch modifizierte Kohlenwasserstoffharze eingesetzt werden.It is also possible with preference to use modified hydrocarbon resins.
Exemplarisch sind hier aliphatische und/oder aromatische Kohlenwasserstoffharze zu nennen, die durch Copolymerisation mit Phenol und/oder Styrol modifiziert worden sind.Exemplary here are aliphatic and / or aromatic hydrocarbon resins which have been modified by copolymerization with phenol and / or styrene.
Vorteilhaft sind insbesondere thermoplastische Kohlenwasserstoffharze auf Basis petro- und carbostämmiger Rohstoffe, die von der Firma RÜTGERS CHEMICALS AG, Duisburg, Deutschland unter der Bezeichnung NOVARES® bezogen werden können, vorzugsweise aromatische Kohlenwasserstoffharze, aliphatisch modifizierte, aromatische Kohlenwasserstoffharze, phenol-modifizierte aromatische Kohlenwasserstoffharze sowie Inden-Cumaron-Harze. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind phenolmodifizierte petrostämmige Kohlenwasserstoffharze, insbesondere Copolymerisate ungesättigter, aromatischer C9-/C10-Kohlenwasserstoffharze mit Phenol, die durch einen Erweichungspunkt (Ring & Kugel) ASTM D3465 95 bis 125 [0C] und eine Farbe (Gardner-Skala) [50 %-ig in Toluol] ISO 4630 5 bis 9 gekennzeichnet sind und die von der FirmaParticularly advantageous are thermoplastic hydrocarbon resins based on petro- and carbostämmiger raw materials, which can be obtained from the company RÜTGERS CHEMICALS AG, Duisburg, Germany under the name NOVARES®, preferably aromatic hydrocarbon resins, aliphatic modified, aromatic hydrocarbon resins, phenol-modified aromatic hydrocarbon resins and indene -Cumaron resins. Particular preference is given according to the invention to phenol-modified petroleum-derived hydrocarbon resins, in particular copolymers of unsaturated C9 / C10 aromatic hydrocarbon resins with phenol, which have a softening point (ring & ball) ASTM D3465 95 to 125 [ 0 C] and a color (Gardner scale) [50 % in toluene] ISO 4630 5 to 9 are marked and those of the company
RÜTGERS CHEMICALS AG unter dem Produktnamen NOVARES® erhältlich sind.RÜTGERS CHEMICALS AG are available under the product name NOVARES®.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die erfindungsgemäßen Polymermaterialien, Mischungen von mindestens einem mit Cyanatestern verträglichen Kohlenwasserstoffharz, nämlich mindestens einem
phenolmodifizierten petrostämmigen Kohlenwasserstoffharz, insbesondere mindestens einem Copolymerisat eines ungesättigten, aromatischen C9-/C10- Kohlenwasserstoffharzes mit Phenol, das durch einen Erweichungspunkt (Ring & Kugel) ASTM D3465 95 bis 125 [0C] und eine Farbe (Gardner-Skala) [50 %-ig in Toluol] ISO 4630 5 bis 9 gekennzeichnet ist und unter der BezeichnungIn a particularly preferred embodiment, the polymer materials according to the invention, mixtures of at least one compatible with cyanate esters hydrocarbon resin, namely at least one phenol-modified petroleum hydrocarbon resin, in particular at least one copolymer of an unsaturated, aromatic C9- / C10-hydrocarbon resin with phenol, which has a softening point (ring & ball) ASTM D3465 95 to 125 [ 0 C] and a color (Gardner scale) [50%]. in toluene] ISO 4630 5 to 9 and under the name
NOVARES® TA 100 erhältlich ist, mit mindestens einem flüssigen Kohlenwasserstoffharz auf, insbesondere ein styrolisiertes Phenolharz, das durch eine Viskosität bei 25° C von 400 bis 1400 [mPas], einem OH-Gehalt von 7.0 bis 7,6 [%] und eine Farbe (Gardener-Skala) unverdünnt ISO 4630 von max. 6 gekennzeichnet ist. Solche flüssigen styrolisierten Phenolharze sind ebenfalls von der Firma RÜTGERS CHEMICALS AG unter dem Produktnamen NOVARES® LS 500 erhältlich.NOVARES® TA 100 is available, with at least one liquid hydrocarbon resin, in particular a styrenated phenolic resin, which by a viscosity at 25 ° C from 400 to 1400 [mPas], an OH content of 7.0 to 7.6 [%] and a Color (Gardener scale) undiluted ISO 4630 of max. 6 is marked. Such liquid styrenated phenolic resins are also available from RÜTGERS CHEMICALS AG under the product name NOVARES® LS 500.
Im Hinblick darauf, daß die erfindungsgemäßen Polymermaterialien als Polymerwerkstoffe zur Herstellung von Laminaten für die Leiterplattenindustrie, vorzugsweise zur Herstellung von Elektrolaminaten mit niedrigen dielektrischen Verlusten geeignet sein müssen, wurde gefunden, daß für diese Anwendung besonders gute Resultate erzielt werden können, wenn die erfindungsgemäßen Polymermaterialien als Kohlenwasserstoffharze eine Kombination eines phenolmodifizierten petrostämmigen Kohlenwasserstoffharz, insbesondere einesIn view of the fact that the polymer materials according to the invention must be suitable as polymer materials for the production of laminates for the printed circuit board industry, preferably for the production of electrical laminates with low dielectric losses, it has been found that particularly good results can be achieved for this application, if the polymer materials according to the invention Hydrocarbon resins, a combination of a phenol-modified petroleum-derived hydrocarbon resin, in particular one
Copolymerisates eines ungesättigten, aromatischen C9-/C10- Kohlenwasserstoffharzes mit Phenol ist, vorzugsweise ein Kohlenwasserstoffharz vom Typ NOVARES® TA 100, und ein styrolisiertes Phenolharz vom Typ NOVARES® LS 500 ist.A copolymer of an unsaturated, aromatic C9 / C10 hydrocarbon resin with phenol is, preferably a NOVARES® TA 100 hydrocarbon resin, and a NOVARES® LS 500 styrenated phenolic resin.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das Gewichtsverhältnis zwischen dem phenolmodifizierten petrostämmigen Kohlenwasserstoffharz und dem flüssigen Kohlenwasserstoffharz, vorzugsweise ein styrolisiertes Phenolharz im Bereich von 0,3 bis 1 ,7 Gewichtsteile zu 1 ,7 bis 0,3 Gewichtsteile liegt. Bevorzugt ist ein Gewichtsverhältnis, das im Bereich von 0,75 bis 1 ,25 zu 1 ,25 bis 0,75In this case, it is advantageous if the weight ratio between the phenol-modified petroleum-derived hydrocarbon resin and the liquid hydrocarbon resin, preferably a styrenated phenolic resin, is in the range from 0.3 to 1.7 parts by weight to 1.7 to 0.3 parts by weight. Preferred is a weight ratio ranging from 0.75 to 1.25 to 1.25 to 0.75
Gewichtsteile liegt, wobei ein Gewichtsverhältnis, in dem die Kombination der Kohlenwasserstoffharze aus jeweils gleichen Gewichtsteilen besteht, besonders bevorzugt ist.
Die erfindungsgemäßen Polymermaterialien, insbesondere Polymermischungen können gegebenenfalls mindestens ein Epoxidharz aufweisen. Insbesondere können als Epoxidverbindungen alle Epoxidverbindungen eingesetzt werden, die mehr als eine Epoxidgruppe enthalten, d.h. die di- oder polyfunktionell sind. Bevorzugt sind erfindungsgemäß difunktionale Epoxidverbindungen. Als höherfunktionelle Epoxidverbindungen können die erfindungsgemäßen Polymermaterialien insbesondere Polyglycidylether von Novolaken aufweisen.Parts by weight, wherein a weight ratio in which the combination of the hydrocarbon resins consists of equal parts by weight, is particularly preferred. The polymer materials according to the invention, in particular polymer blends, may optionally comprise at least one epoxy resin. In particular, all epoxide compounds which contain more than one epoxide group, ie which are difunctional or polyfunctional, can be used as epoxide compounds. According to the invention, difunctional epoxide compounds are preferred. As higher-functional epoxy compounds, the polymer materials according to the invention may in particular comprise polyglycidyl ethers of novolaks.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Polymermaterialien, insbesondere Polymermischungen weitere Zusatzstoffe, wie z.B. Härter, Lösungsmittel, weitere mit den Polymermaterialien verträgliche zusätzliche Harze, Beschleunigungs- oder Verzögerungsmittel enthalten.Furthermore, the polymer materials according to the invention, in particular polymer blends, may contain further additives, such as e.g. Hardener, solvent, further compatible with the polymeric materials additional resins, accelerators or retarders.
Die erfindungsgemäßen Polymermaterialien, insbesondere Polymermischungen sind hervorragend geeignet als Polymerwerkstoffe zur Herstellung von Laminaten für die Leiterplattenindustrie, vorzugsweise zur Herstellung von Elektrolaminaten mit niedrigen dielektrischen Verlusten. Insbesondere lassen sich hieraus hydrolysebeständige Laminate mit niedrigen Dielektrizitätskonstanten und dielektrischen Verlustfaktoren fertigen bzw. es lassen sich hieraus auch lagerstabile, relativ feuchte, unempfindliche Prepregs fertigen.The polymer materials according to the invention, in particular polymer blends, are outstandingly suitable as polymer materials for the production of laminates for the circuit board industry, preferably for the production of electrical laminates with low dielectric losses. In particular, hydrolysis-resistant laminates with low dielectric constants and dielectric loss factors can be produced therefrom, or else storage-stable, relatively moist, insensitive prepregs can be produced therefrom.
Beispiel 1 : HarzherstellungExample 1: Resin production
Es werden 110 kg halbfestes, haiogenhaltiges Epoxidharz auf Basis von Tetrabrombisphenol-A (z. B. das unter dem Handelsnamen "Bakelite® EPR 500" von der Bakelite AG, Iserlohn-Lethmate erhältlich ist) als Schmelze in einem Rührreaktor mit Rückflußkühler vorgelegt und unter Rühren und Rückfluß bei 125 0C in 80 kg Ethylmethylketon aufgenommen.There are 110 kg semi-solid, Haiogenhaltiges epoxy resin based on tetrabromobisphenol-A (eg., Under the trade name "Bakelite® EPR 500" from Bakelite AG, Iserlohn-Lethmate available) as a melt in a stirred reactor with reflux condenser and placed under Stirring and reflux at 125 0 C recorded in 80 kg of ethyl methyl ketone.
Die Siedetemperatur stellt sich zum Ende hin auf 1100C ein. Bei dieser Temperatur gibt man 64 kg phenolmodifiziertes petrostämmiges Kohlenwasserstoffharz - Copolymerisat ungesättigter aromatischer C9/C10- Kohlenwasserstoffharze mit Phenol (z.B. das unter dem Handelsnamen Novares® TA 100 von Rütgers Chemicals AG, Duisburg erhältlich ist) zu und löst den Rohstoff in das Harz ein.
Anschließend werden 64 kg styrol-/phenolmodifiziertes petro-carbostämmiges Kohlenwasserstoffharz (z.B. das unter dem Handelsnamen Novares LS 500 von Rütgers Chemicals AG, Duisburg erhältlich ist) und 680 kg Cyanatester hinzugegeben und gelöst. Schließlich wird das Harz auf Raumtemperatur gekühlt.The boiling point is set to 110 0 C at the end. At this temperature, 64 kg of phenol-modified, petroleum-derived hydrocarbon resin copolymer of unsaturated aromatic C 9 / C 10 hydrocarbon resins with phenol (eg that available under the trade name Novares® TA 100 from Rütgers Chemicals AG, Duisburg) are added and the raw material is dissolved in the resin one. Subsequently, 64 kg of styrene / phenol-modified petro-carbohedral hydrocarbon resin (eg that available under the trade name Novares LS 500 from Rütgers Chemicals AG, Duisburg) and 680 kg of cyanate ester are added and dissolved. Finally, the resin is cooled to room temperature.
Beispiel 2: PrepregherstellungExample 2: Prepreg Preparation
Trägermaterial ist ein Glasgewebe des Typs 7628 mit einem Rohgewicht von etwa 203 g/m2. Das Gewebe wird mit einer Geschwindigkeit von 0,8 - 1 ,4 m/min durch das Harzbad mit Imprägnierlack gefördert und über Abquetschen durchSupport material is a type 7628 glass cloth having a gross weight of about 203 g / m 2 . The fabric is conveyed at a rate of 0.8-1.4 m / min through the resin bath with impregnating varnish and through squeezing
Dosierwalzen auf ein Lackiergewicht von 350 g/m2 eingestellt. Dabei ist der Imprägnierlack wie folgt zusammengesetzt:Dosing rollers set to a coating weight of 350 g / m 2 . The impregnating varnish is composed as follows:
Mischung aus Cyanatester/Kohlenwasserstoffharz/Epoxidharz 133 Gew.teileCyanate ester / hydrocarbon resin / epoxy mixture 133 parts by weight
Modifier (gelöstes Epoxidharz) 6.65 Gew.teileModifier (dissolved epoxy resin) 6.65 parts by weight
Katalysator 0.075 Gew.teileCatalyst 0.075 parts by weight
Ethylmethylketon je nach BedarfEthyl methyl ketone as needed
Die Mischung aus einem Cyanatester/Kohlenwasserstoffharz/Epoxidharz ist unter dem Handelsnamen Bakelite® EPS 05353 von der Bakelite AG, Iserlohn-Lethmate erhältlich. Der Modifier ist unter dem Handelsnamen Bakelite® EPM 05352 und der Katalysator unter dem Handelsnamen Bakelite® EPC 05126 von der Bakelite AG, Iserlohn-Lethmate erhältlich.The cyanate ester / hydrocarbon resin / epoxy resin blend is available under the trade name Bakelite® EPS 05353 from Bakelite AG, Iserlohn-Lethmate. The modifier is available under the trade name Bakelite® EPM 05352 and the catalyst under the trade name Bakelite® EPC 05126 from Bakelite AG, Iserlohn-Lethmate.
Das imprägnierte Gewebe wird durch einen mehrstufigen Vertikaltrockner bei 1600C Lufttemperatur und 188°C/189°C Heizstrahler-Temperatur auf die geforderten Kenndaten des Prepregs hin getrocknet.The impregnated fabric is dried by a multi-stage vertical dryer at 160 0 C air temperature and 188 ° C / 189 ° C radiant heater temperature to the required characteristics of the prepreg out.
Das fertige Prepreg ist wie folgt charakterisiert:The finished prepreg is characterized as follows:
Oberfläche trocken und glattSurface dry and smooth
Lackiergewicht 350 - 360 g/m2 Painting weight 350 - 360 g / m 2
Harzgehalt bezogen auf Prepreg 42 - 44 % Harzfluß bei 1700C 20 + 2 %
Prepreg-Rest-Gelzeit bei 1700C 75 ± 25 secResin content prepreg based on 42-44% resin flow at 170 0 C 20 + 2% Prepreg residual gel time at 170 C 0 75 ± 25 sec
Prepregpulver-Viskosität bei 135°C 15 + 5 PasPrepreg powder viscosity at 135 ° C 15 + 5 Pas
Prepregflüchtegehalt < 1 ,0 %Prepreg rape content <1, 0%
Beispiel 3: Herstellung eines kupferkaschierten Laminates:Example 3 Production of a Copper-Laminated Laminate
Das Laminat wird aus 8 Lagen Prepreg und 2 Lagen 35 μm Kupferfolie, von denen eine die oberste, die andere die unterste Laminatschicht bildet, aufgebaut. Die Härtung erfolgt bei einer Heizrate von 2 - 4 K/min, einer Laminattemperatur von mindestens 200 - 2200C für 1 Stunde und einem effektiven Preßdruck von 10 - 50 bar.The laminate is made up of 8 layers of prepreg and 2 layers of 35 μm copper foil, one of which forms the topmost layer and the other the bottommost laminate layer. The curing takes place at a rate 2-4 K / min, a lamination temperature of at least 200 to 220 0 C for 1 hour and an effective pressing pressure 10-50 bar.
Das fertige Laminat ist wie folgt charakterisiert:The finished laminate is characterized as follows:
Oberfläche glatt/gleichmäßigSurface smooth / even
Dicke inkl. Cu 1 ,60 ± 0,08 mmThickness incl. Cu 1, 60 ± 0.08 mm
Dielektrizitätskonstante er (1 GHz) < 3,8Dielectric constant e r (1 GHz) <3.8
Dielektrischer Verlustfaktor δ (1 GHz) < 0,005Dielectric loss factor δ (1 GHz) <0.005
Kupferhaftung 35 μm Cu-Folie > 1,30 N/mmCopper adhesion 35 μm Cu foil> 1.30 N / mm
Interlaminare Haftung > 1,20 N/mmInterlaminar adhesion> 1.20 N / mm
Löttest bei 288°C > 180 secSoldering test at 288 ° C> 180 sec
Pressure Cooker Test bei 2600C > 20 secPressure cooker test at 260 0 C> 20 sec
T-260 Test (TMA) > 60 minT-260 test (TMA)> 60 min
T-288 Test (TMA) > 10 minT-288 test (TMA)> 10 min
Wasseraufnahme < 0,20 %Water absorption <0.20%
Entflammbarkeit Klasse V-OFlammability class V-O
Glasübergangstemperatur T9 (DMTA):Glass transition temperature T 9 (DMTA):
1. gehärtet bei 200°C/1 Std. 210 0C1. Hardened at 200 ° C / 1 hr. 210 0 C
2. gehärtet bei 220°C/1 Std. 230 0C
2. Hardened at 220 ° C / 1 h. 230 0 C