專利名稱：改善印刷電路基板材料的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改善印刷電路基板材料的組合物，尤指 一種可同時(shí)改善印
刷電路基板材料的抗玻纖漏電，z-軸膨脹系數(shù)以及使之耐熱性好的組合物。
背景技術(shù)：
在印刷電路板的制作中，由于線距以及孔距日益高密度化，其對(duì)板材的要求也更加嚴(yán)謹(jǐn)，以確保電路板在更嚴(yán)格的高溫高濕，高電壓下使用環(huán)境下操作，仍有優(yōu)良的機(jī)械以及電性上的信賴性。
現(xiàn)有技術(shù)中使用的板材，在Anti-CAF, Z-軸膨脹系數(shù)，以及耐熱性等特性上較差，因此在高熱高濕的環(huán)境下，易發(fā)生板材分層，鍍銅裂痕以及電性失效的可能。
本案發(fā)明人鑒于上述現(xiàn)有系統(tǒng)所衍生的各項(xiàng)缺點(diǎn)，乃亟思加以改良創(chuàng)新，并經(jīng)多年苦心孤詣潛心研究以及測(cè)試后，終于成功研發(fā)完成本案改善印刷電路基板材料的組合物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種改善印刷電路基板材料的組合物，其可增加Anti-CAF (抗玻纖漏電)時(shí)數(shù)以及較好的耐熱性，以滿足對(duì)于更高階，可靠度更好的板材的需求。
本發(fā)明另一目的在于提供一種改善印刷電路基板材料的組合物，其主要是通過增加無(wú)機(jī)添加物來(lái)降低所述的基板材料的Z—軸膨脹系數(shù)，以達(dá)到增進(jìn)電路板的可信賴性目的。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種改善印刷電路基板材料的組合物，其特征在于，其組成主要包括(a)含溴環(huán)氧樹脂，其溴含量15-25%,環(huán)氧當(dāng)量250 600;水解氯含量為小于500ppm;用量為100重量份；(b) 硬化劑；用量約為2.4~3.2重量份；
(c) 催化劑；用量約為0.01 1.0重量份；
(d) 填充物為無(wú)機(jī)填充物，粒徑為lum 100um,含量約為15~50重量份；
(e) 分散劑；用量約為0.1 1.0重量份；
(f) 稀釋劑；用量為10 100重量份
含溴環(huán)氧樹脂是指環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中有溴存在的環(huán)氧樹脂,為一般市售產(chǎn)品，其分子量為500-50000;溴化環(huán)氧樹脂是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型環(huán)氧樹脂，它不但具有一般環(huán)氧樹脂的優(yōu)良的電氣絕緣性和粘接性，還具有優(yōu)異的自阻燃性，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種阻燃電子元件上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有的有益效果是
1. 增加Anti-CAF(抗玻纖漏電)的容忍度。
2. 可有效降低基材Z-軸膨脹系數(shù)，以增進(jìn)電路板的可信賴性。


圖l是舊板材未摻用改性劑(指填充物及分散劑等)的環(huán)氧樹脂基板TMA測(cè)試Z—軸膨脹系數(shù)(％)曲線分析圖2是本發(fā)明的基板材料在摻雜碳酸鈣(CaC03)后再通過TMA測(cè)試的Z—軸膨脹系數(shù)(％ )曲線分析圖3是本發(fā)明的基板材料在摻雜滑石粉(Talc )后再通過T M A測(cè)試的Z —軸膨脹系數(shù)(％)曲線分析圖4是本發(fā)明與現(xiàn)有基板材料同時(shí)經(jīng)Anti-CAF (抗玻纖漏電)時(shí)數(shù)測(cè)試的曲線分析圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是提供一種改善印刷電路基板材料的組合物，其主要是增加樹脂與玻璃布的濕潤(rùn)(wetting)效果，以達(dá)到增加抗玻纖漏電(Anti-CAF)時(shí)數(shù)的目的，并可同時(shí)維持降低Z -軸膨脹系數(shù)以及提升耐熱性的特性，該組合物的主要組成包括有
(1 )含溴環(huán)氧樹脂(epoxy):使用的含溴環(huán)氧樹脂，其溴含量為15~25%,環(huán)氧當(dāng)量(Epoxy Equivalent Weight, EEW )為250 600,水解氯含量小于500ppm。(2)硬化劑使用的硬化劑為二氰二胺(dicyandiamide )或酚類(phenol)硬化劑。
(3)催化劑使用的催化劑是叔胺如.2MI(2-曱基咪唑)，2E4MI(2-乙基-4-甲基咪唑)，2PI(2-苯基咪唑)，BDMA(苯基二甲胺)等，用量為0.01~1.0重量份。
(4) 填充物為無(wú)機(jī)填充物，粒徑為lum 100um的碳酸4丐(CaC03 ),滑石粉(Talc)。
(5) 分散劑使用的分散劑為氨基硅烷偶合劑(Amino-Silane )。
(6) 稀釋劑可使用丙酮，曱乙酮，環(huán)己酮，l-曱氧基-2-丙醇，乙酸l-曱氧基-2-丙醇酯，DMF(二甲基曱酰胺)。其中
所述的含溴環(huán)氧樹脂，當(dāng)曝露疊層物在火焰或高溫時(shí)，可放出溴，以遲緩燃燒，以形成清漆而浸透在織造玻璃布中，形成難燃疊層物，使之具有良好焊接耐熱以及抗泡性，其最佳溴含量范圍為15~25%，環(huán)氧當(dāng)量(Epoxy EquivalentWeight, EEW)為250~600,使用量約為100重量份。
其中環(huán)氧當(dāng)量若高于600會(huì)使樹脂與玻纖束間的濕潤(rùn)(wetting)狀態(tài)變差，若低在250,會(huì)有流膠過大的現(xiàn)象，而水解氯含量若大于500ppm,則會(huì)因氯基殘留而影響硬化反應(yīng)的進(jìn)行。
所述的硬化劑是二氰二胺(dicyandiamide)，其分子量為83,其分子結(jié)構(gòu)中含有l(wèi)個(gè)伯胺，1個(gè)仲胺，以及1個(gè)叔胺，其在室溫(20、。C 30。C )下不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，要溫度在17(TC以上才會(huì)反應(yīng)，故可長(zhǎng)時(shí)間存放，其使用量約為2.4 3.2重量份，若低在2.4份則環(huán)氧樹脂的硬化程度不足，若高于3.2份，則會(huì)有硬化劑析出的現(xiàn)象。所述的酚類(phenol)硬化劑，其分子量為100 1000,其分子結(jié)構(gòu)中至少含有1個(gè)活性氫反應(yīng)基，其使用量為20 60份，若低在20份則環(huán)氧樹脂的硬化程度不足，若高于60份，則會(huì)有流膠過大的現(xiàn)象。
所述的催化劑是叔胺，如2MI(2-甲基咪唑)，2E4MI(2-乙基-4-曱基咪唑)，2PI(2-苯基咪唑)，BDMA(苯基二甲胺)等，叔胺的特性為降低反應(yīng)溫度，若未使用叔胺，則硬化反應(yīng)在17(TC左右才開始，若使用叔胺則硬化反應(yīng)在120。C左右就發(fā)生，且其使用量約為0.01 L0重量份，若使用量太高，則會(huì)導(dǎo)致樹脂固化，交聯(lián)反應(yīng)速度過快，影響儲(chǔ)存時(shí)間，用量太小，則會(huì)使樹脂固化程度下降。
所述無(wú)片幾添加物為粒徑l-100um碳酸鈣(CaC03)，滑石粉(Talc)，無(wú)機(jī)添加物的選擇以不影響原材料的特性、并且能達(dá)到所要改善的目標(biāo)為準(zhǔn)，使用量約為15~50重量份，若使用量太高，則使生膠水太粘稠，影響其與玻璃布的濕潤(rùn)(wetting),用量太小，則無(wú)效果。另為使所述的無(wú)機(jī)添加物在環(huán)氧樹脂中分散均勻，本配方添加分散劑，其使用的分散劑為氨基硅烷偶合劑，用來(lái)改善無(wú)機(jī)物以及織造玻璃布間的結(jié)合穩(wěn)定性，而達(dá)到分散均勻的目的，且此類偶合劑無(wú)重金屬存在，不會(huì)對(duì)人體造成
不良影響，使用量為O.l-l.O份，若使用量太高，則加快反應(yīng)，影響儲(chǔ)存時(shí)間，
用量太小，則無(wú)顯著改善結(jié)合穩(wěn)定性的效果。
所述的稀釋劑其選用的原則為在含浸至玻璃布上時(shí)，在70 17(TC下干燥后不殘存在材料中，如可使用Acetone(丙酮)，MEK(曱乙酮)，cyclohexanone(環(huán)己酮)，PM(l-曱氧基-2-丙醇)，PMA(乙酸l-甲氧基-2-丙醇酯)，DMF(二曱基曱酰氨)。
實(shí)施例一
下面所述"份"數(shù)均為重量份。
將IOO份的環(huán)氧樹脂與2.3份的硬化劑以及0.15份的催化劑，在室溫下通過攪拌器混合60分鐘后，再加入填充物(碳酸鈣)25份以及分散劑0.8份以及稀釋劑10份。
配方份數(shù)
EpoxyResolution 1134100硬化劑Dicy2.3催化劑2E4MI0.15填充物碳酸鈣25稀釋劑PM10分散劑amino匿silane0.8
將前述的成分在室溫下攪拌120分鐘后，得到本發(fā)明組合物(清漆狀，下面稱為"清漆，，)，再將所調(diào)的該清漆在滾筒式含浸機(jī)上將清漆含浸在7628玻璃布上。
將前述經(jīng)含浸的玻璃布以7628*5的厚度(39mil)在最外層兩面與各一張loz的銅箔進(jìn)行壓合后，再將壓合后的基板進(jìn)行特性檢測(cè)。實(shí)施例二
將IOO份的環(huán)氧樹脂與2.4份的硬化劑以及0.1份的催化劑，在室溫下通過攪拌器混合60分鐘后，再加入填充物(滑石粉)25份以及分散劑0.8份以及稀釋劑10份。
配方份凄丈EpoxyResolution 1134100
硬化劑pheno130
催化劑2MI0.1
填充物滑石粉25
稀釋劑PM10
分散齊'J amino隱silane0.8
將前述的制備在室溫下攪拌120分鐘后，再將所調(diào)的清漆在滾筒式含浸機(jī)上將清漆含浸在7628玻璃布上。
將前述經(jīng)含浸的玻璃布以7628 x 5的厚度(39mil)在最外層兩面與各一張loz的銅箔進(jìn)行壓合，再將壓合后的基板進(jìn)行特性檢測(cè)。
新舊板材特性比較
舊板材如圖一所示，是環(huán)氧樹脂未摻用改性劑，所壓制的基板TMA檢測(cè)分析結(jié)果，其X-軸為49.45。C至259.31。C，并得到Z-軸膨脹系數(shù)4.211%..
新材料，如圖2、圖3所示，是將環(huán)氧樹脂分別摻用碳酸釣(CaC03)以及滑石粉(Talc)的無(wú)機(jī)添加物后，再分別通過TMA儀器檢測(cè)的Z-軸膨脹系數(shù)
(% )曲線分析圖，其中在摻用碳酸4丐(CaC03)后(如圖2所示)，其X-軸為49.45。C至259.3 rC,并得到Z-軸膨脹系數(shù)為3.321%,而經(jīng)摻用滑石粉(Talc )后(如圖3所示)，其X-軸為49.94。C至為258.73°C，并得到Z-軸膨脹系數(shù)為
(3.298%)，故可有效降低Z-膨脹系數(shù)；再如圖4所示，是摻用所述的無(wú)機(jī)填充物，如碳酸鉤(CaC03)、滑石粉(Talc)前與摻用后，在85°C/RH85%/100VDC的條件環(huán)境中分別檢測(cè)其在0 1500時(shí)數(shù)(hr)中的抗玻纖漏電(Anti-CAF)數(shù)值的變化情形，如下表一所示
表一未摻雜填充物前與摻用后的Anti-CAF的測(cè)試分析數(shù)據(jù)比較:(測(cè)試條件85°C/RH85%/100VDC， Pitch0.7mm， (p=0.3mm)
未加改性劑 加有改性劑
04.38E+09 1.62E+10
1004.94E+10 5.48E+10
2006.19E+10 5.26E+10
3005.99E+10 3.82E+10
4006.39E+10 1.16E+10
5006.29E+10 1.80E+106006.28E+102.31E+10
7007.42E+102.27E+10
譜7.68E+103.00E+10
9008.03E+102.39E+10
10008.91E+103.16E+10
11007.52E+102.48E+10
12001.00E+061.59E+10
13003.14E+10
14002.13E+10
15002.01E+10
16001.89E+10
17001.48E+10
18001.50E+10
19002.19E+10
20002.91E+10
21002.06E+10
22001.53E+10
23003.41E+10
24003.34E+10
25003.63E+10
26002.56E+10
27002.04E+10
28002.79E+10
29001.83E+10
30001.84E+10
由上述表一配合圖4所揭示可明顯發(fā)現(xiàn)，當(dāng)未摻用無(wú)機(jī)填充物(未加改性劑)時(shí)，其阻抗值在1000 (Hr)的前尚能維持至預(yù)設(shè)1.00E+09ohm以上，使的具有抗玻纖漏電效能，但若超過1000 (Hr)則會(huì)驟降至1.00E+06ohm以下，而產(chǎn)生CAF(Conductive Anodic Filament)漏電的情況.
反觀，有摻用填充物(加改性劑)的樣本，其在0 3000 (Hr)的時(shí)數(shù)檢測(cè)范圍中，阻抗值都可維持在預(yù)設(shè)1.00E+09ohm以上，如此即可完全避免產(chǎn)生CAF(Conductive Anodic Filament)漏電機(jī)會(huì)，同時(shí)維持原有板材的特性，而極具產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值.
綜上所述顯示新板材(加改性劑)與舊板材(未加改性劑)相較在抗玻纖漏電，Z-軸膨脹系數(shù)，熱應(yīng)力等三方面同時(shí)有明顯改善，茲整理如下表二所示
表二新舊材料主要特性比較
特性檢測(cè)項(xiàng)目方法條件/儀器規(guī)范新材料 (加改性劑)舊材料 (未加改性劑)
熱應(yīng)力測(cè)i式PCT(2.0hr)solderd ip@288°C-100SecIPC-TM-650Passfail
z-軸膨脹系數(shù)TMAT-260IPC-TM-6503.3%4.2%
抗玻纖漏電 (hrs)1.85/RH85%/10 OVDC 2.Pitch0.7mm (p=0.3mm 3丄in6-Lin6 100um/100umJIS-Z3284>3000hrs >3000hrs>1000hrs >1000hrs
特點(diǎn)以及功效
本發(fā)明所提供的改善印刷電路基板材料的組合物，及其他現(xiàn)有基板材料相
互比較時(shí)，更具有下列的優(yōu)點(diǎn)
1 .增加Anti-CAF(抗玻纖漏電)的容忍度。
2.可有效降低基材Z-軸膨脹系數(shù)，以增進(jìn)電路板的可信賴性。
以上說明對(duì)本發(fā)明而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員
理解，在不脫離權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可作出許多修改、變化
或等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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權(quán)利要求
1、一種改善印刷電路基板材料的組合物，其特征在于，其組成主要包括(a)含溴環(huán)氧樹脂，其溴含量15～25％，環(huán)氧當(dāng)量250～600；水解氯含量為小于500ppm；用量為100重量份；(b)硬化劑；用量約為2.4～3.2重量份；(c)催化劑；用量約為0.01～1.0重量份；(d)填充物為無(wú)機(jī)填充物，粒徑為1um～100um，含量約為15～50重量份；(e)分散劑；用量約為0.1～1.0重量份；(f)稀釋劑；10～100重量份。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善印刷電路基板材料的組合物，其特征在于所述的填充物是碳酸鉀或者滑石粉。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善印刷電路基板材料的組合物，其特征在于硬化劑是二氰二胺。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善印刷電路基板材料的組合物，其特征在于使用的催化劑選自2-甲基咪唑，2-乙基-4-甲基咪唑，2-苯基咪唑，苯基二曱胺之類的A又胺。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善印刷電路基板材料的組合物，其特征在于使用的分散劑是氨基硅烷偶合劑。
全文摘要
本發(fā)明是一種改善印刷電路基板材料的組合物，其組成主要包括(a)含溴環(huán)氧樹脂，其溴含量15～25％，環(huán)氧當(dāng)量250～600；水解氯含量為小于500ppm；使用量為100份；(b)硬化劑；使用量約為2.4～3.2份；(c)催化劑；使用量約為0.01～1.0份；(d)填充物為無(wú)機(jī)填充物，粒徑為1um～100um，含量約為15～50份；(e)分散劑；使用量約為0.1～1.0份；(f)稀釋劑。通過調(diào)整膠配方，達(dá)到了增進(jìn)電路板的可信賴性目的，其是具增加Anti-CAF(抗玻纖漏電)的容忍度以及較佳耐熱性，并降低所述的基板材料的Z-軸膨脹系數(shù)，以滿足對(duì)于更高階，可靠度更好的板材的需求。
文檔編號(hào)C08L63/00GK101591465SQ200810111360
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2008年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者莊惠君, 汪慰萱, 范晉國(guó), 范真溶, 陳憲德 申請(qǐng)人:臺(tái)燿科技股份有限公司