在高頻應(yīng)用中具有低介電損失的無(wú)鹵熱固性樹脂體系的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種熱固性樹脂組合物，其包含聚馬來(lái)酰亞胺預(yù)聚物和聚(亞芳基醚)預(yù)聚物，其特征在于通過(guò)固化所述熱固性樹脂組合物得到的固化產(chǎn)物具有高耐熱性和在高頻下的低介電損失。所述熱固性樹脂組合物特別適合用于高速印刷電路板、半導(dǎo)致裝置和用于航空航天工業(yè)的整流罩復(fù)合物。
【專利說(shuō)明】在高頻應(yīng)用中具有低介電損失的無(wú)鹵熱固性樹脂體系
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]不適用
[0003]關(guān)于聯(lián)邦資助研究或開發(fā)的申明
[0004]不適用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0005]本公開涉及一種基于聚馬來(lái)酰亞胺的熱固性樹脂組合物和涉及它們?cè)诙喾N應(yīng)用中的用途，例如，在制備預(yù)浸料、用于印刷線路板的層壓板、模塑料和粘合劑中的用途。
【背景技術(shù)】
[0006]由對(duì)提高的溫度具有改善的耐高溫性和低介電損耗的樹脂組合物制備的物品對(duì)于許多應(yīng)用是合意的。特別地，由于工業(yè)上趨向于更高的電路密度、增加的板厚度、無(wú)鉛焊接、更高溫度和更高頻率的使用環(huán)境，這種制品合意地適合于用于印刷電路板(PCB)和半導(dǎo)體用途的預(yù)浸料和層壓板。
[0007]層壓板，并且特別是結(jié)構(gòu)和電學(xué)覆銅薄層壓板，通常是通過(guò)在提高的溫度和壓力下壓制部分固化的預(yù)浸料和任選的銅片的多個(gè)層而制備的。預(yù)浸料通常是通過(guò)如下方式制備:將可固化的熱固性環(huán)氧樹脂組合物浸潰到多孔基材，例如，玻璃纖維墊中，接著在提高的溫度下處理以促進(jìn)在墊中的環(huán)氧樹脂部分地固化為“B-階段”。在層壓步驟期間，當(dāng)在高壓和提高的溫度下壓制預(yù)浸料層一段時(shí)間時(shí)通常發(fā)生浸潰在玻璃纖維墊中的環(huán)氧樹脂的完全固化。
[0008]盡管已知環(huán)氧樹脂組合物為預(yù)浸料和層壓板的制備賦予提高的熱性能，但是這種環(huán)氧樹脂組合物通常較難以處理，配制的費(fèi)用更高，并且對(duì)于復(fù)雜的印刷電路板電路和對(duì)于較高的制造和使用溫度而言可能遭受低劣性能。
[0009]基于此，在本領(lǐng)域存在對(duì)可以用于制備具有改善的熱性能和在高頻下具有低介電損失的制品的樹脂組合物，以及用于制備這種制品的方法的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本公開提供了一種熱固性樹脂組合物，其包含:
[0011](a)聚馬來(lái)酰亞胺預(yù)聚物，其是在胺催化劑的存在下由聚酰亞胺和鏈烯基酚、鏈烯基酚醚或它們的混合物的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)得到的；
[0012](b)聚(亞芳基醚)預(yù)聚物，其是任選地在催化劑的存在下由聚(亞芳基醚)和烯丙基單體的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)得到的；其特征在于通過(guò)熱固性樹脂組合物固化所形成的所得固化產(chǎn)物包含下列的至少兩種良好平衡的性能:(I)大于大約170°c的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)；
(2)至少為Vl的UL94阻燃性等級(jí)；(3)在16GHz下小于0.005的介質(zhì)損耗角正切，和(4)在16GHz下小于3.00的介電損耗常數(shù)。
[0013]本公開的另一方面涉及使用上述熱固性樹脂以得到預(yù)浸料或包覆金屬的箔；以及，涉及通過(guò)層壓所述預(yù)浸料和/或包覆金屬的箔而得到的層壓板。
【具體實(shí)施方式】
[0014]根據(jù)某一實(shí)施方式，在本申請(qǐng)中公開的所述熱固性樹脂組合物為無(wú)鹵素或基本無(wú)鹵素。如在本申請(qǐng)中使用的術(shù)語(yǔ)“基本無(wú)鹵素”指的是在最終的組合物中不包含任何共價(jià)鍵接的鹵素基團(tuán)，但是可以包含:存在于任何殘留的鹵化的溶劑或催化劑中的最少量的殘留鹵素或從用于合成和/或存儲(chǔ)所述組合物的任何容器或玻璃器皿浸出的殘留量的鹵素。在某些實(shí)施例中，基本無(wú)鹵素指的是在最終的組合物中總鹵素含量小于約0.12wt%，更特別地，在最終的組合物中總鹵素含量小于約0.09wt%。盡管在最終的組合物中可以存在殘留量的鹵素，但是殘留量并不會(huì)賦予或損壞最終組合物的物理性能，例如，阻燃性、剝離強(qiáng)度、介電性能等。此外，在焚燒期間，存在的任何殘留量的鹵素不會(huì)產(chǎn)生明顯量的被認(rèn)為是有損哺乳動(dòng)物(例如人類)健康的二噁英，或其它有毒物質(zhì)。
[0015]本領(lǐng)域的普通的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，由于本公開的優(yōu)點(diǎn)，熱固性樹脂組合物、使用所述熱固性樹脂組合物制備的制品，提供了現(xiàn)有技術(shù)的組合物未實(shí)現(xiàn)的顯著優(yōu)點(diǎn)。所述熱固性樹脂組合物可以用于多個(gè)單層或多層制品的組裝，包括，但不限于，層壓板、印刷電路板、模塑制品、汽車和航空塑料、硅芯片托架、結(jié)構(gòu)復(fù)合材料、用于航空航天用途的整流罩復(fù)合材料、樹脂包覆的箔、用于高密度電路互連應(yīng)用的未增強(qiáng)的基材，和其中希望使用具有阻燃性和/或特別是在高頻下的優(yōu)異電性能的單層或多層制品的其它合適的用途。
[0016]根據(jù)一個(gè)方面，本公開涉及一種熱固性樹脂組合物，其包含:(a)聚馬來(lái)酰亞胺預(yù)聚物，其是在胺催化劑的存在下由聚酰亞胺和鏈烯基酚、鏈烯基酚醚或它們的混合物的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)得到的；(b)聚(亞芳基醚)預(yù)聚物，其是任選地在催化劑的存在下由聚(亞芳基醚)和烯丙基單體的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)得到的；其特征在于通過(guò)熱固性樹脂組合物固化所形成的所得固化產(chǎn)物包含下列的至少兩種良好平衡的性能:(I)大于大約170°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg) ； (2)至少為Vl的UL94阻燃性等級(jí)；(3)在16GHz下小于0.005的介質(zhì)損耗角正切，和⑷在16GHz下小于3.00的介電損耗常數(shù)。如在本申請(qǐng)中使用，“鏈增長(zhǎng)反應(yīng)”指的是其中特定化合物的分子量增加的反應(yīng)。相比較而言，“固化產(chǎn)物”指的是固化熱固性樹脂，由此發(fā)生基本的網(wǎng)絡(luò)化或交聯(lián)。
[0017]聚馬來(lái)酰亞胺預(yù)聚物
[0018]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，本公開的熱固性樹脂組合物包含:基于100重量份所述熱固性樹脂組合物，約3-20重量份，優(yōu)選約5-18重量份，且更優(yōu)選約7-15重量份的聚馬來(lái)酰亞胺預(yù)聚物，其是在胺催化劑的存在下由聚酰亞胺與鏈烯基酚、鏈烯基酚醚或其混合物的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)而得到。
[0019]可應(yīng)用的聚酰亞胺包含至少兩個(gè)如下通式的基團(tuán)
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種熱固性樹脂組合物，其包含: (a)聚馬來(lái)酰亞胺預(yù)聚物，其是在胺催化劑的存在下由聚酰亞胺和鏈烯基酚、鏈烯基酚醚或它們的混合物的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)得到的；和 (b)聚(亞芳基醚)預(yù)聚物，其是任選地在催化劑的存在下由聚(亞芳基醚)和烯丙基單體的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)得到的；其特征在于通過(guò)熱固性樹脂組合物固化所形成的所得固化產(chǎn)物包含下列的至少兩種良好平衡的性能:(I)大于大約170°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg) ；(2)至少為Vl的UL94阻燃性等級(jí)；(3)在16GHz下小于約0.005的介質(zhì)損耗角正切，和⑷在16GHz下小于約3.00的介電損耗常數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱固性樹脂組合物，其中，所述聚酰亞胺為如下通式的雙馬來(lái)酰亞胺:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱固性樹脂組合物，其中，所述聚(亞芳基醚)包含一種或多種的含有多個(gè)具有如下通式的結(jié)構(gòu)單元的化合物:
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱固性樹脂組合物，其中，所述聚(亞芳基醚)為選自封端的聚(亞芳基醚)、二-封端的聚(亞芳基醚)、環(huán)官能化的聚(亞芳基醚)和包含選自羧酸、縮水甘油基醚、乙烯基醚和酸酐中的至少一種末端官能團(tuán)的聚(亞芳基醚)樹脂中的官能化聚(亞芳基醚)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱固性樹脂組合物，其中，在所述聚(亞芳基醚)和烯丙基單體的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)過(guò)程中存在催化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熱固性樹脂組合物，其中，所述催化劑為具有如下結(jié)構(gòu)的金屬乙酰基丙酮酸鹽:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱固性樹脂組合物，其中，所述催化劑為Grubbs催化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱固性樹脂組合物，其進(jìn)一步包含磷酸化的阻燃劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱固性樹脂組合物，其進(jìn)一步包含有機(jī)溶劑。
10.一種熱固性樹脂組合物，其包含: (a)基于100重量份的熱固性樹脂組合物，3-20重量份的聚馬來(lái)酰亞胺預(yù)聚物，其是在胺催化劑的存在下由聚酰亞胺與鏈烯基酚、鏈烯基酚醚或它們的混合物的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)得到的；和 (b)基于100重量份的熱固性樹脂組合物，80-97重量份的聚(亞芳基醚)預(yù)聚物，其是任選地在催化劑的存在下由聚(亞芳基醚)和烯丙基單體的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)得到的；其特征在于通過(guò)熱固性樹脂組合物的固化所形成的所得固化產(chǎn)物包含下列的至少兩種良好平衡的性能:(I)大于大約170°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg) ； (2)至少為Vl的UL94阻燃性等級(jí)；(3)在16GHz下小于約0.005的介質(zhì)損耗角正切，和(4)在16GHz下小于約3.00的介電損耗常數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熱固性樹脂組合物，其中，基于100重量份的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)混合物，在鏈增長(zhǎng)反應(yīng)中接觸的聚(亞芳基醚)和烯丙基單體的量包括至少約51-60重量份的聚(亞芳基醚)和至少約40-49重量份的烯丙基單體。
12.一種用于制備熱固性樹脂組合物的方法，其包括將如下組分混合在一起: (a)基于100重量份的熱固性樹脂組合物，3-20重量份的聚馬來(lái)酰亞胺預(yù)聚物，其是在胺催化劑的存在下由聚酰亞胺與鏈烯基酚、鏈烯基酚醚或它們的混合物的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)得到的；和 (b)基于100重量份的熱固性樹脂組合物，80-97重量份的聚(亞芳基醚)預(yù)聚物，其是任選地在催化劑的存在下由聚(亞芳基醚)和烯丙基單體的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)得到的；和任選的 (C)磷酸化的阻燃劑；和 (e)有機(jī)溶劑。
13.一種根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法制備的熱固性樹脂組合物。
14.一種用于制備涂布的制品的方法，其包括:用根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱固性樹脂組合物涂布所述制品，和加熱所述制品以固化所述熱固性樹脂組合物。
15.一種預(yù)浸料，其包含:(a)織造織物，和(b)根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱固性樹脂組合物。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的預(yù)浸料，其中，所述織造織物包括玻璃纖維或石英。
17.一種層壓板，其包括:(a)包含根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱固性樹脂組合物的基材；和(b)設(shè)置在所述基材的至少一個(gè)表面上的金屬層。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的層壓板，其中，所述基材進(jìn)一步包含織造玻璃或石英織物的增強(qiáng)材料，其中，所述熱固性樹脂組合物浸潰到織造的玻璃或石英織物上。
19.一種根據(jù)權(quán)利要求15所述的層壓板制備的印刷電路板(PCB)。
20.一種由權(quán)利要求15的層壓板制備的整流罩復(fù)合材料。
【文檔編號(hào)】C08F22/40GK103547602SQ201280023327
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月17日
【發(fā)明者】R·蒂策, Y-L·古彥 申請(qǐng)人:亨斯邁先進(jìn)材料美國(guó)有限責(zé)任公司