用于多層印刷電路板的絕緣組合物、其制備方法和包括其作為絕緣層的多層印刷電路板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于多層印刷電路板的絕緣組合物、其制備方法和包括其作為絕緣層的多層印刷電路板，具體地，該絕緣組合物包含：0.5至10wt%的納米粘土、5至50wt%的可溶液晶低聚物、5至50wt%的環(huán)氧樹脂、5至40wt%的溶劑和50至80wt%的無(wú)機(jī)填料，并且還涉及使用該組合物的預(yù)浸料和絕緣膜以及包括預(yù)浸料和絕緣膜作為層間絕緣層的多層印刷電路板。因此，可以將通過(guò)使納米粘土與可溶液晶低聚物（LCO）、環(huán)氧樹脂以及具有優(yōu)良的熱學(xué)、電學(xué)和機(jī)械特性的無(wú)機(jī)填料混合所制備的組合物應(yīng)用為基底絕緣材料，如可以實(shí)現(xiàn)具有改進(jìn)規(guī)格的包裝基底所必須的低熱膨脹率、高剛性和高熱學(xué)特性的預(yù)浸料或膜。
【專利說(shuō)明】用于多層印刷電路板的絕緣組合物、其制備方法和包括其作為絕緣層的多層印刷電路板
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的引用
[0002]通過(guò)引用如下本國(guó)優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)和國(guó)外優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)要求和合并:
[0003]“相關(guān)申請(qǐng)的引用
[0004]本申請(qǐng)要求題名于2012年9月14日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2012-0102082號(hào)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本申請(qǐng)?！?br> 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0005]本發(fā)明涉及用于多層印刷電路板的絕緣組合物、其制備方法、和包括使用該絕緣組合物的預(yù)浸料(prepreg)和絕緣膜作為絕緣層的多層印刷電路板。
【背景技術(shù)】
[0006]隨著電子裝置的進(jìn)步，印刷電路板日益變得更輕、更薄、更小。為了滿足這些需要，印刷電路板的電路圖案變得更加復(fù)雜和精細(xì)。印刷電路板所要求的電學(xué)、熱學(xué)、和機(jī)械特性成為更加重要的因素。
[0007]印刷電路板主要包括作為電路線的銅和作為夾層絕緣體的聚合物。組成絕緣層的聚合物要求若干特性如與銅相比的熱膨脹系數(shù)(CTE)、電容率、介電損耗，和厚度均勻度。特別地，在安裝電子和 電器裝置的過(guò)程中，為了使在回流過(guò)程中發(fā)生的翹曲最小化，要求低CTE、高玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg )，和高模量。
[0008]近來(lái)，隨著電子裝置的進(jìn)步，已經(jīng)研究了若干改善在電子裝置中使用的多層印刷電路板的絕緣層的機(jī)械、電學(xué)和熱學(xué)特性的方法。
[0009]已經(jīng)進(jìn)行了通過(guò)在由環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、芳香族聚酯或芳香族聚酯酰胺所組成的有機(jī)樹脂基體中填充陶瓷如二氧化硅或礬土來(lái)制備絕緣材料的方法的許多研究，但它們的程度是不足的。
[0010][相關(guān)領(lǐng)域文件]
[0011][專利文件]
[0012]專利文件1:日本專利公開第2012-92303號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]進(jìn)行本發(fā)明以克服以上描述的問(wèn)題，并且因此，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是以提供具有良好的熱學(xué)特性和機(jī)械穩(wěn)定性的用于多層印刷電路板的絕緣組合物。
[0014]進(jìn)一步，本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供用于制備絕緣組合物的方法。
[0015]進(jìn)一步，本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供使用絕緣組合物的預(yù)浸料和絕緣膜。
[0016]進(jìn)一步，本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供包括使用絕緣組合物的預(yù)浸料和絕緣膜作為層間絕緣層的多層印刷電路板。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，提供了用于多層印刷電路板的絕緣組合物，絕緣組合物包含:0.5至10wt%的納米粘土、5至50wt%的可溶液晶低聚物、5至50wt%的環(huán)氧樹脂、5至40wt%的溶劑,和50至80wt%的無(wú)機(jī)填料。
[0018]優(yōu)選納米粘土是以陽(yáng)離子表面處理的蒙脫石；或以包含脂肪族烴或具有6至18個(gè)碳原子的烷基的季銨鹽表面處理的蒙脫石。
[0019]納米粘土可以以納米級(jí)厚度板的形態(tài)完全分離分散(split dispersed)在可溶液晶低聚物或環(huán)氧樹脂中，或可以以與可溶液晶低聚物或環(huán)氧樹脂的復(fù)合物的形態(tài)包含納米粘土。
[0020]優(yōu)選液晶低聚物在其末端包括羥基基團(tuán)和納特酰亞胺(降冰片烯鄰二甲酰亞胺，nadimide)官能團(tuán)。
[0021]優(yōu)選液晶低聚物的數(shù)均分子量(Mn)為3000至5000g/mol。
[0022]優(yōu)選環(huán)氧樹脂是在一個(gè)分子中具有兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的多官能環(huán)氧樹脂。
[0023]優(yōu)選無(wú)機(jī)填料的直徑為0.05至2 μ m。
[0024]優(yōu)選無(wú)機(jī)填料是選自由以下各項(xiàng)組成的組中的至少一種:天然硅石、熔融硅石、無(wú)定形硅石、中空硅石(hollow silica)、氫氧化鋁、勃姆石、氫氧化鎂、氧化鑰、鑰酸鋅、硼酸鋅、錫酸鋅、硼酸鋁、鈦酸鉀、硫酸鎂、碳化硅、氧化鋅、氮化硼(BN)、氮化硅、氧化硅、鈦酸鋁、鈦酸鋇、鈦酸鋇鍶、氧化鋁、礬土、粘土、高嶺土、滑石、煅燒的粘土、煅燒的高嶺土、煅燒的滑石、云母、短玻璃纖維,和它們的混合物。
[0025]溶劑可以是選自由以下各項(xiàng)組成的組中的至少一種:N，N’ - 二甲基甲酰胺(DMF)、N，N’ - 二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亞砜(DMS0)、N-甲基丙酰胺、N-甲基己內(nèi)酰胺、Y-丁內(nèi)酯、二甲基咪唑啉酮、四甲基磷酰胺、乙基溶纖劑乙酸酯(ethylcellosolve acetate)、甲乙酮( MEK)、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA),和它們的組合。
[0026]另外，組合物可進(jìn)一步包含選自由以下彈性體組成的組中的至少一種橡膠組分如:聚氨酯樹脂、聚丁二烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、聚氯丁烯、丁二烯-苯乙烯共聚物、聚異戊二烯、丁基橡膠、氟化橡膠和天然橡膠、苯乙烯-異戊二烯橡膠、丙烯酸類橡膠、環(huán)氧化的丁二烯，和馬來(lái)酸化的丁二烯。
[0027]優(yōu)選基于總組合物以0.5至10wt%的量包含橡膠組分。
[0028]進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，提供了制備用于多層印刷電路板的絕緣組合物的方法，包括以下步驟:使納米粘土分散在溶劑中；使液晶低聚物與該分散體混合；和使環(huán)氧樹脂和無(wú)機(jī)填料與該混合物混合。
[0029]溶劑可以是選自由以下各項(xiàng)組成的組中的至少一種:N，N’ - 二甲基甲酰胺(DMF)、N，N’ - 二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亞砜(DMS0)、N-甲基丙酰胺、N-甲基己內(nèi)酰胺、Y-丁內(nèi)酯、二甲基咪唑啉酮、四甲基磷酰胺、乙基溶纖劑乙酸酯、甲乙酮(MEK)、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)，和它們的組合。
[0030]優(yōu)選以具有1.0至IOOnm的厚度的板的形態(tài)分離分散納米粘土。
[0031]進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，提供了使用絕緣組合物的預(yù)浸料或絕緣膜。
[0032]進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，提供了包括使用絕緣組合物的預(yù)浸料或絕緣膜作為層間絕緣層的多層印刷電路板?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0033]結(jié)合附圖，由下面的實(shí)施方式的描述，本發(fā)明構(gòu)思的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)并更易于理解。
[0034]圖1示出了由根據(jù)比較例I的絕緣組合物制備的絕緣膜的掃描電子顯微鏡橫截面(a)和圖像照片(b);和
[0035]圖2示出了實(shí)施 例2的絕緣膜的掃描電子顯微鏡橫截面(a)和圖像照片(b)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0036]在下文中將更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。
[0037]提供本文所使用的術(shù)語(yǔ)以解釋實(shí)施方式而不限制本發(fā)明。在整個(gè)說(shuō)明書中，除非文中另外明確指出，單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)形式。另外，本文所使用的術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”說(shuō)明存在所描述的形狀、數(shù)值、步驟、操作、成員、元素、和/或它們的組，但不排除存在或增加一種或多種其它形狀、數(shù)值、步驟、操作、成員、元素，和/或它們的組。
[0038]本發(fā)明涉及具有良好的熱和機(jī)械特性的用于多層印刷電路板的絕緣組合物、使用其的預(yù)浸料和絕緣膜、和包括該預(yù)浸料和絕緣膜作為層間絕緣層的多層印刷電路板。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的絕緣組合物包含:0.5至10wt%的納米粘土、5至50wt%的可溶液晶低聚物、5至50wt%的環(huán)氧樹脂、5至40wt%的溶劑和50至80wt%的無(wú)機(jī)填料。
[0040]在本發(fā)明中，通過(guò)與樹脂聚合物如可溶液晶低聚物或環(huán)氧樹脂形成復(fù)合物使用納米粘土來(lái)降低熱膨脹系數(shù)并實(shí)現(xiàn)高的玻璃轉(zhuǎn)化溫度或高的模量。
[0041]優(yōu)選本發(fā)明的納米粘土是以陽(yáng)離子如鈣(Ca)或鈉(Na)表面處理的蒙脫石；或以含有脂肪族烴或具有6至18個(gè)碳原子的烷基的季銨鹽表面處理的蒙脫石。因此，極性基團(tuán)如陽(yáng)離子或含有脂肪族烴或烷基的季銨鹽結(jié)合至納米粘土的表面。
[0042]優(yōu)選基于總絕緣組合物根據(jù)本發(fā)明的納米粘土的量為0.5至10wt%。當(dāng)納米粘土的含量低于0.5wt%時(shí),機(jī)械特性和熱學(xué)特性的改善不足,而當(dāng)納米粘土的含量超過(guò)10wt%時(shí)，由于分散性的劣化而不是優(yōu)選的。
[0043]根據(jù)納米粘土的分散特性，納米粘土可以以具有幾納米(nm)的厚度的板的形態(tài)完全分離分散從而與LCO或環(huán)氧樹脂混合，或以具有幾十或幾百納米或幾微米的厚度的板的形態(tài)較少地分離分散從而與LCO或環(huán)氧樹脂形成復(fù)合物。
[0044]這里，納米粘土的分離分散是指納米粘土是分散的同時(shí)保持其板狀形狀。另外，“完全分離分散”是指根據(jù)本發(fā)明的納米粘土以比原始尺寸更小的尺寸分散而同時(shí)保持原始的板狀形狀。單層厚度(9.6人)與夾層距離的和表示多層材料的重復(fù)單元，稱為d-間距或基礎(chǔ)間距(basal spacing),并且由X-射線衍射圖形的(001)諧波計(jì)算。作為根據(jù)本發(fā)明的納米粘土的實(shí)例，當(dāng)蒙脫石具有9.6人至200,4的厚度時(shí)可以完全地分離分散。
[0045]另外，根據(jù)本發(fā)明的可溶液晶低聚物包括給予溶解度的酰胺基、給予液晶性的萘基，和含磷組分以實(shí)現(xiàn)阻燃性。
[0046]另外，根據(jù)本發(fā)明的可溶液晶低聚物在兩端包括羥基或納特酰亞胺基團(tuán)并且在主鏈上包括羰基(C=0)，并與包含在絕緣組合物中的納米粘土的表面上的環(huán)氧樹脂或陽(yáng)離子或含有脂肪族烴或烷基的季銨鹽反應(yīng)以改善機(jī)械性能。[0047]根據(jù)本發(fā)明的可溶液晶低聚物的實(shí)例可以表示為下面的式I或2的結(jié)構(gòu)，并且在化學(xué)式I和2中的a、b、C、d和e代表重復(fù)單元的摩爾比并且是基于起始材料的含量確定的。
[0048][化學(xué)式I]
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種用于多層印刷電路板的絕緣組合物，包含: 0.5至10wt%的納米粘土、5至50wt%的可溶液晶低聚物、5至50wt%的環(huán)氧樹脂、5至40wt%的溶劑和50至80wt%的無(wú)機(jī)填料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多層印刷電路板的絕緣組合物，其中，所述納米粘土是以陽(yáng)離子表面處理的蒙脫石；或以包含脂肪族烴或具有6至18個(gè)碳原子的烷基的季銨鹽表面處理的蒙脫石。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多層印刷電路板的絕緣組合物，其中，所述納米粘土以納米級(jí)厚度板的形式完全分離分散在所述可溶液晶低聚物或所述環(huán)氧樹脂中，或 所述納米粘土以與所述可溶液晶低聚物或所述環(huán)氧樹脂的復(fù)合物的形式而被包含。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多層印刷電路板的絕緣組合物，其中，所述液晶低聚物在其末端處包含羥基和納特酰亞胺官能團(tuán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多層印刷電路板的絕緣組合物，其中，所述液晶低聚物的數(shù)均分子量(Mn)是3000至5000g/mol。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多層印刷電路板的絕緣組合物，其中，所述環(huán)氧樹脂是在一個(gè)分子中具有兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的多官能環(huán)氧樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的用于多層印刷電路板的絕緣組合物，其中，所述無(wú)機(jī)填料的直徑為0.05至2 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多層印刷電路板的絕緣組合物，其中，所述無(wú)機(jī)填料是選自由以下各項(xiàng)組成的組中的至少一種:天然硅石、熔融硅石、無(wú)定形硅石、中空硅石、氫氧化鋁、勃姆石、氫氧化鎂、氧化鑰、鑰酸鋅、硼酸鋅、錫酸鋅、硼酸鋁、鈦酸鉀、硫酸鎂、碳化硅、氧化鋅、氮化硼(BN)、氮化硅、氧化硅、鈦酸鋁、鈦酸鋇、鈦酸鋇鍶、氧化鋁、礬土、粘土、高嶺土、滑石、煅燒的粘土、煅燒的高嶺土、煅燒的滑石、云母、短玻璃纖維和它們的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多層印刷電路板的絕緣組合物，其中，所述溶劑是選自由以下各項(xiàng)組成的組中的至少一種:N，N’ - 二甲基甲酰胺(DMF)、N，N’ - 二甲基乙酰胺(DMAc), N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亞砜(DMSO)、N-甲基丙酰胺、N-甲基己內(nèi)酰胺、Y-丁內(nèi)酯、二甲基咪唑啉酮、四甲基磷酰胺、乙基溶纖劑乙酸酯、甲乙酮(MEK)、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)和它們的組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多層印刷電路板的絕緣組合物，進(jìn)一步另外地包含: 選自由以下彈性體所組成的組中的至少一種橡膠組分:聚氨酯樹脂、聚丁二烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、聚氯丁烯、丁二烯-苯乙烯共聚物、聚異戊二烯、丁基橡膠、氟化橡膠和天然橡膠、苯乙烯-異戊二烯橡膠、丙烯酸類橡膠、環(huán)氧化的丁二烯和馬來(lái)酸化的丁二烯。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于多層印刷電路板的絕緣組合物，其中，所述橡膠組分以基于總組合物0.5至10wt%的量而被包含。
12.一種用于多層印刷電路板的絕緣組合物的制備方法，包括: 使納米粘土分散在溶劑中； 使液晶低聚物與所述分散體混合；和 使環(huán)氧樹脂和無(wú)機(jī)填料與所述混合物混合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于多層印刷電路板的絕緣組合物的制備方法，其中，所述溶劑是選自由以下各項(xiàng)所組成的組中的至少一種:N，N’ - 二甲基甲酰胺(DMF)、N，N’ - 二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亞砜(DMSO)、N-甲基丙酰胺、N-甲基己內(nèi)酰胺、Y-丁內(nèi)酯、二甲基咪唑啉酮、四甲基磷酰胺、乙基溶纖劑乙酸酯、甲乙酮(MEK)、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)和它們的組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于多層印刷電路板的絕緣組合物的制備方法，其中，所述納米粘土以具有Inm的厚度和30至1000nm的長(zhǎng)度的板的形式而分離分散。
15.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣組合物的預(yù)浸料或絕緣膜。
16.一種包 括將使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣組合物的預(yù)浸料或絕緣膜作為層間絕緣層的多層印刷電路板。
【文檔編號(hào)】C08L63/00GK103665763SQ201310415705
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月14日
【發(fā)明者】李司鏞, 金真渶, 洪辰浩, 李根墉 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社