专利名称：具有两段压合温度的介电材料组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于薄膜型增层印刷电路基板的介电材料组合物，特别涉及一种具有两段压合温度的介电材料组合物。
传统使用于增层基板制程的介电材料包括热固化激光钻孔型背胶铜箔材料(Resin Coated Copper，RCC)及紫外光微孔成型介电材料两大类，一般热固化激光钻孔型背胶铜箔材料在制程中必须先在170～180℃的温度以热压机或真空热压机压合后再蚀刻出导孔位置以利激光钻孔制程的进行，上述制程虽与传统胶片使用同种制程，但因为必须先形成导孔以利激光进行，当导孔孔径小于4mil(100μm)以下时，由于蚀刻与对位的限制，并无法获得良好导孔孔径及准确位置。而紫外光微孔成型介电材料则因材料在制程必须具备紫外光与可显影的特性，因此在导孔成型上无法获得5mil(125μm)以下具高优良率的导孔，而且因为大部分使用液状加工易导致厚度控制不易、多层化困难及因感光基使用所导致的抗焊锡的耐热性不足等问题。
有鉴与此，本发明的目的在于提供一种具有两段压合温度的介电材料组合物，且上述组合物材料可同时适用于加成法或减成法的增层基板制程。
本发明的另一目的在于提供一种介电材料组合物，可借由精密涂布而得到厚度精度在±2％以内的薄膜。
由于本发明的介电组合物具有上述的特性，因此可应用于高密度印刷电路板增层制程，上述介电材料可成卷涂布于塑料薄膜上，利用传统印刷电路板制程干膜转印的方式，将介电绝缘树脂于80～120℃的温度下转印于高密度印刷电路板上，而传统的印刷电路板制程只能在高温(150℃以上)压合，不能转印。
此外，应用此种介电绝缘材料的基板可再使用电镀铜的方式将铜电镀于介电绝缘树脂上，或使用铜箔贴合压合方式，而得到新形态的高密度印刷电路板。
本发明是利用一种包含具有不同交联反应速率特性的双胺类固化剂以及分子中具两个或两个以上的多官能基环氧树脂所组成的组合物，并添加适当的无机绝缘粉体而获得，其为在不同压合温度下可熔融接着的薄膜型增层基板用的介电材料。
本发明的介电材料组合物具有两段不同压合温度，可在中温80～120℃进行热贴合，并在160～180℃以热压机或烤箱进行后固化制程，上述材料可同时适用于加成法或减成法的增层基板制程，特别是在中温与内层板贴合并与高温后固化烘烤后直接以激光制程形成导孔，再配合加成法制程获得导孔粒径1～2mil(25～50μm)的高密度增层板。同时上述薄膜型介电材料可借由精密涂布获得厚度精度在±2％以内的薄膜厚度，并具有可控制材料的电气阻抗特性。
本发明涉及一种具有两段压合温度的介电材料组合物，其包括10～55wt％具有反应差异性的不对称化学结构的双胺类固化剂；以及45～90wt％具有两个或两个以上环氧基的阻燃性环氧树脂化合物。适用于本发明的双胺类固化剂，其结构式为
式中R1为 R2为碳数1～10的烷基。
适用于本发明的环氧树脂化合物可使用下式的双环氧醚类(Diglycidyl ether)， 式中n≥2，而其环氧当量较佳为150～4000，R为 上式中a为0～4的整数。b为0～4的整数。
上述环氧树脂与固化剂的反应是为了使环氧树脂形成交链结构，产生较大的分子量以增加薄膜的强度。除此之外，视需要可添加无机绝缘性粉体，其实例为SiO2、Al2O3、Al(OH)3·3H2O等，所述的无机绝缘性粉体的含量为所述双胺类固化剂以及阻燃性环氧树脂化合物总重量的5-50％。亦可视需要添加增韧剂，以加强韧性，或添加阻燃剂，以使薄膜到达阻燃等级。
适用于本发明的阻燃剂，可选自卤素、氧化物、三聚氰胺、Sb2O3、Sb2O5、Al(OH)3·3H2O、下列结构式所示的嗅化环氧树脂以及磷化物及上述的混合物。
四溴双酚A(Tetrabromobisphenol A；TBBA)
二溴新戊二醇(dibromoneopentyl glycol) 三苯酚磷酸盐(Triphenyl phosphate；TPP) 三甲酚磷酸盐(Tricresyl phosphate) 甲苯基二苯酚磷酸盐(Cresyl diphenyl phosphate) 按照本发明所述的介电材料组合物，其中所述的无机性粉体的平均粒径介于10nm与25μm之间；其中所述的组合物的固含量为60-80wt％。
以上所述的本发明所使用的各成分，其中环氧树脂与固化剂的种类，环氧树脂与增韧剂的反应(反应温度与时间的控制)以及增韧剂种类的选择都是形成介电材料的重要因素。其中固化剂因为是选自分子结构两边末端基具有不对称结构的化合物，因此其中一边的反应速率快，可以在配方形成B-反应度(30-70％)时，先与开环的环氧树脂形成部分键结，而于薄膜烘烤成C-反应度(70-100％)时，另一端反应速率慢的宫能基再继续反应，最后形成一交链结构，也因此依据本发明的介电组合物的成分可具有两段压合温度，因而达成本发明。
附图简要说明
图1表示本发明的合成方法的流程图；图2表示本发明的制程步骤图。
以下，将由实施例以及附图来说明本发明的介电材料组合物的合成方法。
如图1所示，本发明主要是以环氧树脂与增韧剂先进行预聚合，以增韧改质形成A部分，使环氧树脂的宫能基与增韧剂产生部分键结，主键具有足够的韧性之后再加入固化剂与阻燃剂，加入均匀搅拌参与反应而得。
而图2为制程步骤图，首先是合成树脂步骤1，之后，利用精密涂布2将树脂201涂布于塑料薄膜202上成卷，经过烘箱将溶剂挥发，使配方形成B-反应度薄膜，其厚度介于25～150μm之间。由介电材料301与塑料薄膜302所组成的成卷的介电绝缘薄膜材料经层压机3，并利用一般的印刷电路板加工制程方法于80～150℃温度下转印步骤4，以滚轮5将塑料薄膜304、介电材料301转印至基材303上而形成高密度印刷电路板。
实施例1在一附有3片叶轮搅拌棒的5升、4颈反应器中，加入1710g环氧树脂的双酚A双环氧树脂醚(Diglycidyl ether of bisphenol A)[DGEBA，Epon 828，Shell Chemical Co.]，36g DGEBA[Epon 1009，Shell ChemicalCo.]1207g增塑剂CTBN以及800g溶剂乙酸苯基甲基酯(phenyl methylacetate；PMA)，升温至90℃反应搅拌6小时之后，再加入167g 4，4’-二胺二苯砜(4，4’-Diaminodiphenyl sulfone；DDS)，继续反应2小时，再加入643g四嗅双酚A(Tetrabromo bisphenol A；TBBA)与固化剂磺胺(Sulfanilamide；SAA)154g，搅拌均匀后得到树脂。将上述树脂以上述制程转印至高密度印刷电路板上，并测试其物理特性，结果列于表2。
实施例2在一附有3片叶轮搅拌棒的5升、4颈反应器中，加入1710g环氧树脂的双酚A双环氧树脂醚(Diglycidyl ether of bisphenol A[DGEBA，Epon 828，Shell Chemical Co.]145.8g DGEBA[Epon 1009，ShellChemical Co.]，1638g增塑剂CTBN与1000溶剂乙酸苯基甲基酯(PMA)，升温至90℃反应搅拌6小时，再加入446.4g 4，4’-二胺二苯砜(DDS)，继续反应2小时，再加入1132g四嗅双酚A(TBBA)，搅拌均匀后得到树脂。将上述树脂以上述的制程转印至高密度印刷电路板上，并测试其物理特性，结果列于表2。
实施例3在一附有3片叶轮搅拌棒的5升、4颈反应器中，加入1710g环氧树脂的双酚A双环氧树脂醚A[DGEBA，Epon 828，Shell Chemical Co.]，l242g增塑剂CTBN与800g溶剂乙酸苯基甲基酯(PMA)，升温至90℃反应搅拌6小时，再加入167g 4，4’-二胺二苯砜(DDS)，继续反应2小时，再加入565g四嗅双酚A(TBBA)与固化剂磺胺(SAA)154g，搅拌均匀后得到树脂。将上述树脂以上述的制程转印至高密度印刷电路板上，并测试其物理特性，结果列于表2。
比较例1在一附有3片叶轮搅拌棒的5升、4颈反应器中，加入1800g双酚A双环氧树脂醚([DGEBA，Epon 828，Shell Chemical Co.]，630g 4，4’-二胺二苯砜(DDS)与720g溶剂乙酸苯基甲基酯(PMA)，升温至100℃反应搅拌6小时后，与70℃下添加1017g增塑剂CTBN，630g四嗅双酚A(TBBA)，搅拌均匀后得到树脂。将上述树脂以上述的制程转印至高密度印刷电路板上，并测试其物理特性，结果列于表2。
上述实施例1-3和比较例1中的各组分与其用量列于表1中。
表1
上述的CTBN为羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚物(Carboxyl-terminated butadiene-acrylonitrile copolymer)。
表2
在表2中，◎代表极佳，○代表尚可，△表示略差，×表示无法转印或离形。上述的吸水率是在室温下泡水24小时后所测得。上述剥离性单位“lbs/in”的意义为“磅/英吋”。
由表2结果可知，根据本发明的介电材料组合物，其具有比公知技术较为优良的转印性、离形性以及剥离性。因此本发明的介电材料组合物，除了具有两段不同压合温度之外，亦可得到具有良好加工性的介电材料。
虽然本发明已以较佳实例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域熟练的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，所做出的更动与润饰，均应属于本发明的范围之内。
权利要求
1.一种具有两段压合温度的介电材料组合物，其包括10～55wt％具有反应差异性的不对称化学结构的双胺类固化剂；以及45～90wt％具有两个或两个以上环氧基的阻燃性环氧树脂化合物。
2.如权利要求1所述的组合物，其中所述的双胺类固化剂的结构为 式中R1为 R2为碳数1～10的烷基。
3.如权利要求1所述的组合物，其中所述的环氧树脂化合物的环氧当量为150～4000。
4.如权利要求1所述的组合物，该组合物的固含量为60～80wt％。
5.如权利要求1所述的组合物，该组合物还包括阻燃剂。
6.如权利要求5所述的组合物，其中所述的阻燃剂选自卤素、氮化物、三聚氰胺、嗅化环氧树脂、磷化物、Sb2O3、Sb2O5、Al(OH)3·3H2O，及其混合物。
7.如权利要求1所述的组合物，该组合物还包括增韧剂。
8.如权利要求1所述的组合物，该组合物还包括无机绝缘性粉体。
9.如权利要求8所述的组合物，其中所述的无机绝缘性粉体的含量为所述双胺类固化剂以及阻燃性环氧树脂化合物总重量的5-50％。
10.如权利要求8或9所述的组合物，其中所述的无机绝缘性粉体的平均粒径介于10nm与25μm之间。
全文摘要
本发明涉及一种具有两段压合温度的介电材料组合物,其包括具有反应差异性的不对称化学结构的双胺类固化剂;以及具有两个或两个以上环氧基的阻燃性环氧树脂化合物;此外,视需要而定,可添加无机绝缘性粉体、阻燃剂或增韧剂。
文档编号C08K5/17GK1373154SQ01109059
公开日2002年10月9日 申请日期2001年2月28日 优先权日2001年2月28日
发明者李宗铭, 李巡天, 陈凯琪, 陈美玲 申请人:财团法人工业技术研究院