DE10157937C2

DE10157937C2 - Epoxyharz/Ton-Nanocomposit und dessen Verwendung, zur Herstellung von gedruckten Schaltungen

Info

Publication number: DE10157937C2
Application number: DE10157937A
Authority: DE
Inventors: Tsung-Yen Tsai; Sung-Jeng Jong; An-Chi Yeh; Joshua Chiang; Bor-Ren Fang
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI; Nan Ya Plastics Corp
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI; Nan Ya Plastics Corp
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2003-12-24
Anticipated expiration: 2021-11-28
Also published as: DE10157937A1; US6548159B2; TW523532B; US20030039812A1

Description

Priorität: Taiwan R.O.C.; 09.08.2001; 90119526

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung Epoxy/Ton-Nanocomposite und deren Verwendung als Matrixmaterial für gedruckte Schaltungen bzw. Leiterplatten.

Beschreibung des Standes der Technik

Gedruckte Schaltungen bzw. Leiterplatten finden eine breite Vielfalt an Ver wendungen in der Elektroindustrie, wie in Radios, Fernsehern und verschie denen elektrischen Apparaten. Eine weit eingesetzte Technik zur Herstellung von gedruckten Schaltungen bzw. Leiterplatten besteht im Imprägnieren ei nes gewebten Glasfaserblatts mit einer Harzzusammensetzung und im an schließenden Beschichten eines Kupferblatts auf eine oder beide Seiten des harzimprägnierten Glasfaserblatts. Anschließend wird ein elektrischer Strom kreis in das Kupfer geätzt, um die gedruckte Schaltung bzw. Leiterplatte zu bilden, und anschließend können die elektrischen Anschlüsse an die Platte angelötet werden, wenn sie verwendet wird.

Epoxyharze wurden zum Zwecke des Imprägnierens von Glasfasern zur Her stellung der gedruckten Schaltungen bzw. Leiterplatten weitreichend verwen det. Die so hergestellten gedruckten Schaltungen sind jedoch nicht zufrie denstellend, wenn ein höherer Grad an Hitzebeständigkeit, Formstabilität oder eine geringere Hygroskopizität erforderlich ist. Somit besteht der Bedarf an einer Verbesserung des Epoxyharzes zur Verwendung als Matrixmaterial für gedruckte Schaltungen bzw. Leiterplatten. Daher schlägt die vorliegende Erfindung die Verwendung eines Epoxyharz/Ton-Nanocomposits als das Ma trixmaterial für gedruckte Schaltungen bzw. Leiterplatten vor.

Nanocomposite sind eine neue Klasse von Materialien, die ultrafeine Phasen dimensionen aufweisen, typischerweise in dem Bereich von 1 bis 100 nm. Ex perimentelle Arbeiten an diesen Materialien haben im allgemeinen gezeigt, daß im Grunde genommen alle Typen und Klassen an Nanocompositen zu neuen und verbesserten Eigenschaften führen, wie einer erhöhten Steifigkeit, Festigkeit und Hitzebeständigkeit sowie zu einer verminderten Feuchtigkeits absorption, Entflammbarkeit und Durchlässigkeit, im Vergleich zu deren Mik ro- und Makrocompositgegenstücken. Insbesondere zeigt das kommerziell er hältliche Nylon-6/Ton-Nanocomposit, daß eine Polymermatrix mit darin dis pergierten Schichttonmineralien verbesserte mechanische Festigkeit, Wärme verformungstemperatur (HDT) und Impermeabilität gegenüber Gas und Was ser aufweist.

Aus DE 10 48 024 sind Gemische aus Polyestern und Epoxyharzen mit Am moniumverbindungen enthaltenden Bentoniten bekannt. Die JP 05 244 167 A beschreibt Prepregs und flammhemmende Laminate auf der Basis bromierter Epoxyharze, die in Gegenwart quartärer Ammoniumverbindungen erhitzt und dann mit Kaolin und Dicyanamid gemischt werden. Der Einsatz von Polyamin vorbehandeltem Kaolin als Füllstoff für Epoxidharze ist in JP 52 073 959 A beschrieben.

Zusammenfassung der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Epoxyharz/Ton-Nanocom posits zur Verwendung als Matrixmaterial für gedruckte Schaltungen/Leiter platten, welches zu einer verbesserten thermischen Stabilität und Formstabi lität sowie zu einer verminderten Hygroskopizitäts-Eigenschaft führt.

Um das oben genannte Ziel zu erreichen, wird ein Schichttonmaterial durch Ionenaustausch mit (1) Benzalkoniumchlorid und (2) einem Dicyandiamid- oder Tetraethylenpentamin-Härtungsmittel modifiziert. Die hierin verwende ten Modifizierungsmittel können die Tonschichten funktionalisieren und de ren Zwischenschichtabstand ausdehnen. Das modifizierte Tonmaterial wird anschließend mit Epoxyoligomeren zum Unterziehen einer Polymerisation gemischt. Die Silicatschichten des Tonmaterials werden während der Polymeri sation abgeblättert bzw. abgeschiefert und in der Epoxyharzmatrix in einem Nanometerlängenmaßstab einheitlich dispergiert. Dadurch wird ein als Ma trixmaterial für gedruckte Schaltungen bzw. Leiterplatten geeignetes Epoxy harz/Ton-Nanocomposit mit verminderter Hygroskopizität und verbesserter thermischer Stabilität und Formstabilität erhalten.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Epoxyharz/Ton-Nanocomposit ist gekennzeichnet durch ein Schichttonmaterial, das durch Ionenaustausch mit (1) Benzalkoni umchlorid und (2) Dicyandiamid oder Tetraethylenpentamin modifiziert wur de und das in einem Epoxyharz einheitlich dispergiert ist.

Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Schichttonmaterial ist bevor zugt ein Schichtsilicat mit einer Ionenaustauschfähigkeit von 50 bis 200 meq/100 g. Das zur Verwendung hierin geeignete Schichtsilicat um schließt beispielsweise Smectit-Ton, Vermiculit, Halloysit, Sericit, Glimmer und ähnliches. Beispiele geeigneter Smectit-Tone sind Montmorillonit, Sapo nit, Beidellit, Nontronit, Hectorit und Stevensit.

Das Schichtsilicat wird einer Interkalation von zwei verschiedenen Modifizie rungsmitteln durch Ionenaustausch unterzogen, um dadurch das Tonmateri al zu funktionalisieren und den Zwischenschichtabstand zwischen den be nachbarten Silicatschichten zu erweitern, so daß die Silicatschichten wäh rend der Composit-Bildung einfacher abgeblättert werden. Der Ionenaus tausch kann durch Mischen bzw. Verteilen des Schichtsilicats in einer wäßri gen Lösung, welche das Modifizierungsmittel enthält, erreicht werden, gefolgt von Waschen des behandelten Schichtsilicats mit Wasser zum Entfernen von überschüssigen Ionen. Das erste in der vorliegenden Erfindung verwendete Modifizierungsmittel ist Benzalkoniumchlorid, welches zum Einführen einer hydrophoben Gruppe zur Verbesserung der Kompatibilität zwischen dem Ton und dem Epoxyharz dient. Somit kann eine bessere Einheitlichkeit erreicht werden, wenn die Tonschichten abgeblättert werden und innerhalb der Epo xymatrix dispergiert werden. Das zweite Modifizierungsmittel ist ein Här tungsmittel aus entweder Dicyandiamid oder Tetraethylenpentamin. Das Här tungsmittel kann eine funktionelle Gruppe in das Tonmaterial zur Förderung der Bindung mit dem Epoxyharz einbringen. Dadurch können die thermische Stabilität und Formstabilität oder andere Eigenschaften in einem hohen Aus maß verbessert werden, sogar wenn eine geringe Menge an Ton verwendet wird.

Das erfindungsgemäße Epoxyharz/Ton-Nanocomposit wird durch Dispergie ren des oben genannten modifizierten Tonmaterials in Epoxyharzoligomeren sowie Polymerisieren der Oligomere zu einem Epoxypolymer hergestellt. Ge mäß der vorliegenden Erfindung liegt das modifizierte Tonmaterial bevorzugt in einem Anteil von 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, und besonders bevorzugt von 0,5 Gew.-% bis 6,0 Gew.-%, auf der Basis des Gesamtgewichts des Epoxy harz/Ton-Composits vor. Es ist bevorzugt, daß das in der Polymermatrix ent haltene Tonmaterial einen Zwischenschichtabstand von mindestens 18 Å auf weist. Das zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignete Epoxy harz umschließt, ohne darauf begrenzt zu sein, Epoxyharze vom Bisphenol-A- Typ, bromierte Epoxyharze (Bromgehalt: 5 bis 60 Gew.-%), Novolak-Epoxy harze, multifunktionelle Epoxyharze sowie aliphatische Epoxyharze. Eine Mi schung der oben genannten ist ebenfalls zur Verwendung geeignet. Beispiel hafte Epoxyharze umschließen Bisphenol-A-Epoxyharz, Tetrabromobisphenol- A-Epoxyharz, Tetrabromobisphenol-A-Polyphenol-Epoxyharz, ortho-Cresolno volak-Epoxyharz, N,N,N',N'-Tetra(2,3-epoxypropyl)-P',P'-methylanilin, N,N- Bis(2,3-epoxypropyl)-4-aminophenylepoxypropylether, 4-Epoxypropylen-N,N- bisepoxypropylanilin und ähnliche.

Das erfindungsgemäße Epoxyharz/Ton-Nanocomposit kann weiterhin ein ge wöhnliches Epoxyhärtungsmittel, wie Dicyandiamid, Phenolnovolak oder Tri mellitsäureanhydrid (TMA) umfassen. Die Menge an verwendendem (Aus)Här tungsmittel beträgt 0,7 bis 1,2 Äquivalente auf der Basis der Epoxygruppe. Ein Anteil an Aushärtungsmittel von weniger als 0,7 Äquivalenten oder ober halb von 1,2 Äquivalenten auf der Basis der Epoxygruppe kann in einem un zureichenden Aushärten resultieren. Zusätzlich kann das Epoxyharz/Ton- Nanocomposit weiterhin einen Aushärtungsbeschleuniger, welcher herkömm lich zum Beschleunigen des Aushärtens von einem Epoxyharz verwendet wird, umfassen. Der Aushärtungsbeschleuniger umschließt beispielsweise Imidazol-Verbindungen, wie 2-Ethyl-4-methylimidazol und 1-Benzyl-2-methy limidazol; und tertiäre Amine, wie N',N-Dimethylbenzylamin (BDMA). Diese Verbindungen können alleine oder in Form einer Mischung verwendet werden.

Der Aushärtungsbeschleuniger sollte in einer geringen Menge verwendet wer den, solange der Beschleuniger zur Beschleunigung des Aushärtens des Epoxyharzes ausreichend ist. Die Menge des zu verwendenden Aushärtungs beschleunigers liegt bevorzugt zwischen 0,1 und 1 Gewichtsteilen auf der Ba sis von 100 Gewichtsteilen Epoxyharz.

Das erfindungsgemäße Epoxyharz/Ton-Nanocomposit wird bevorzugt zur Herstellung von gedruckten Schaltungen bzw. Leiterplatten eingesetzt. Bei der Herstellung dieser Platten wird ein faserförmiges Substrat beschichtet und mit einem das Composit der vorliegenden Erfindung enthaltenden Über zug imprägniert. Geeignete organische Lösungsmittel zur Herstellung des Überzugs umschließen N,N-Dimethylformamid, Aceton, Isopropanol, Ethylen glykolmonomethylether, Propylenglykolmonomethylether, Butanol und Methy lethylketon. Anschließend an die Beschichtung wird das imprägnierte Sub strat getrocknet und teilweise ausgehärtet, so daß ein trockenes Substrat, ge nannt Prepreg, gebildet wird.

Das so erhaltene Prepreg kann zur Herstellung eines Kupfer-plattierten Lami nats, eines Mehrfachschichtlaminats oder einer gedruckten Schaltung bzw. Leiterplatte durch im Stand der Technik altbekannte konventionelle Verfah ren verwendet werden. Beispielsweise kann ein Blatt aus Kupfer oder einem anderen leitenden Material auf eine oder mehrere Prepregschichten laminiert werden. Anschließend kann in die leitende Schicht unter Verwendung von be kannten Techniken zur Bildung von gedruckten Schaltungen bzw. Leiterplat ten ein Stromkreis geätzt werden. Die so hergestellten Laminate zeigen eine hohe Formstabilität sowie thermische Stabilität und eine niedrige Wasserauf nahme. In den bevorzugten Ausführungsformen können die Laminate einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) von weniger als 60 ppm/°C, be sonders bevorzugt weniger als 50 ppm/°C, vor der Glasübergangstemperatur (Tg) in der Dickenrichtung (Z-Richtung) aufweisen; die Wasseraufnahme kann weniger als 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 0,42 Gew.-%, unter Bedingungen von 2 Stunden und 120°C in einem Druckkocher; die Haltbar keitszeit bzw. Verweilzeit in einem 288°C-Lötbad kann größer als 3 Minuten sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt Röntgenbeugungsprofile von den Compositen (a) Epoxyharz/Ton, (b) Epoxyharz/BEN/Ton, (c) Epoxyharz/DICY/Ton, und (d) Epoxyharz/TEP/ Ton;

Fig. 2 zeigt Röntgenbeugungprofile von (a) als DICY/BEN/Ton-, und (b) Epoxyharz/DICY/BEN/Ton-Composit (5 Gew.-% Ton); und

Fig. 3 zeigt Röntgenbeugungprofile von (a) TEP/BEN/Ton-, und (b) Epoxy harz/TEP/BEN/Ton-Composit (5 Gew.-% Ton).

Ohne in irgendeiner Weise begrenzen zu wollen, wird die vorliegende Erfin dung durch die folgenden Beispiele weiter verdeutlicht.

Vergleichsbeispiel 1 Kein Einfügen von Ton in das Epoxyharz (leer)

Es werden 2,6 g Dicyandiamid-Härtungsmittel (DICY), 105,6 g Epoxyharz "EB453" (von der Nanya Plastic Company) sowie eine geringe Menge 2-Methyl imidazol in 58,1 g Aceton und 28,6 g Dimethylformamid (DMF) gelöst. Ein Prepreg wurde durch Imprägnieren eines Glasgewebes mit der oben genann ten Lösung, gefolgt von Trocknen des imprägnierten Gewebes bei 170°C, her gestellt. Es wurden 8 Schichten Prepregs zwischen Kupferfolien sandwichar tig eingelegt und bei 170°C eine Stunde lang heiß verpresst, um ein doppel seitig Kupfer-laminiertes Blatt zu erhalten. Anschließend wurde in die Kup ferfolien ein Stromkreis eingeätzt. Die gedruckte Schaltung bzw. Leiterplatte wurde in Bezug auf Feuchtigkeitsadsorption, thermischen Ausdehnungskoef fizienten und thermische Stabilität untersucht, und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 2 Einschließen eines nichtmodifizierten Tons in das Epoxyharz

Es werden 2,6 g Dicyandiamid-Aushärtungsmittel (DICY), 105,6 g Epoxyharz "EB453" (von der Nanya Plastic Company) sowie katalytische Mengen 2-Me thylimidazol in 58,1 g Aceton und 28,6 g Dimethylformamid (DMF) gelöst. Es wurden 2 Gew.-% Montmorillonit "PK-802" (von der Pai Kong Co.) zu der obi gen Lösung hinzugegeben, gefolgt von 16-stündigem Rühren unter Erhalt ei ner Dispersion. Es wurde ein Prepreg durch Imprägnieren eines Glasgewebes mit der obigen Dispersion, gefolgt von Trocknen des imprägnierten Gewebes bei 170°C, hergestellt. 8 Prepregschichten wurden zwischen Kupferfolien sandwichartig angeordnet und bei 170°C eine Stunde lang heiß verpresst, so daß ein doppelseitig Kupfer-laminiertes Blatt erhalten wurde. Anschließend wurde in die Kupferfolien ein Stromkreis geätzt.

Es wurde eine Röntgenbeugungsanalyse (XRD) an der Epoxyharz/Ton-Com positprobe durchgeführt. Das XRD-Muster ist in Fig. 1 gezeigt, und die Zwischenschichtabstandsdaten sind in Tabelle 1 aufgelistet. Die XRD-Analyse zeigt, daß der Zwischenschichtabstand des Tons von 12,4 Å auf 15,7 Å nach der Composit-Bildung leicht erhöht wurde, was bedeutet, daß nur ein gerin ger Anteil des Epoxyharzes zwischen die Montmorillonitschichten einge schlossen wurde.

Vergleichsbeispiel 3 Einschluß eines durch ein einzelnes Modifizierungsmittel modifizierten Tons in das Epoxyharz

Es werden 50 g Montmorillonit "PK802" (von der Pai Kong Co.) in 4500 ml en tionisiertem Wasser dispergiert, gefolgt von 4-stündigem Rühren, so daß eine flüssige Suspension erhalten wurde. Zu der flüssigen Suspension wurde eine Lösung, enthaltend 4,73 g Dicyandiamid in 56 ml 1 M HCl, unter kräftigem Rühren langsam zugesetzt. Nach vollständiger Zugabe wurde die Mischung 6 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde die Mi schung filtriert und mit entionisiertem Wasser gewaschen. Die Filtrations- und Waschverfahren wurden dreimal wiederholt. Das reine kompakte Produkt wurde getrocknet und zu einem Pulver zerkleinert. Das durch Dicyandiamid modifizierte Montmorillonit-Pulver wird als "DICY/Ton" bezeichnet. In ähnli cher Weise wurden durch Tetraethylenpentamin modifiziertes Montmorillonit- Pulver (bezeichnet als "TEP/Ton") und durch Benzalkoniumchlorid modifizier tes Montmorillonit-Pulver (bezeichnet als "BEN/Ton") mittels desselben Ver fahrens hergestellt, außer daß 4,73 g Dicyandiamid jeweils durch 10,65 g Te traethylenpentamin und 172 ml einer 10 Gew.-%-igen Benzalkoniumchlorid- Lösung ersetzt wurden.

Es wurden 2,6 g Dicyandiamid-Härtungsmittel (DICY), 105,6 g Epoxyharz "EB453" (von der Nanya Plastic Company) und katalytische Mengen 2-Methyl imidazol in 58,1 g Aceton und 28,6 g Dimethylformamid (DMF) gelöst. Es wurden 2 Gew.-% DICY/Ton, TEP/Ton oder BEN/Ton zu der obigen Lösung zugesetzt, gefolgt von 16-stündigem Rühren, so daß eine Dispersion erhalten wurde. Ein Prepreg wurde durch Imprägnieren eines Glasgewebes mit der obi gen Dispersion, gefolgt von Trocknen des imprägnierten Gewebes bei 170°C, hergestellt. 8 Prepregschichten wurden zwischen Kupferfolien sandwichartig angeordnet und bei 170°C eine Stunde lang heiß verpresst, um ein doppelsei tig Kupfer-laminiertes Blatt zu erhalten. Anschließend wurde in die Kupferfo lien ein Stromkreis geätzt.

Es wurde eine Röntgenbeugunganalyse (XRD) an den Epoxyharz/Ton-Compo sitproben durchgeführt. Die XRD-Muster sind in Fig. 1 gezeigt, und die Zwi schenschichtabstandsdaten sind in Tabelle 1 aufgelistet. Der Zwischen schichtabstand des Epoxyharz/DICY/Ton-Composits war von 15 Å auf 19,2 Å leicht erhöht, und der des Epoxyharz/TEP/Ton-Composits war von 13,5 Å auf 14 Å nach der Composit-Bildung leicht vergrößert. Die Ergebnisse zeigen, daß die Montmorillonit-Schichten in der Epoxymatrix schlecht getrennt waren. Auf der anderen Seite fehlten in der XRD-Analyse des Epoxyharz/BEN/Ton- Composits Ton(001)-Reflektionen zwischen 2-10°. Die Abwesenheit der Ton(001)-Reflektionen zeigt, daß der Zwischenschichtabstand der Montmoril lonit-Schichten einen Wert größer als 44 Å aufwiesen, woraus deutlich wird, daß die Montmorillonit-Schichten in der Epoxymatrix abgeblättert waren.

Beispiel Einschluß von durch zwei Modifizierungsmittel modifiziertem Ton in das Epoxyharz

Es wurden 50 g Montmorillonit "PK-802" (von Pai Kong Co.) in 4500 ml entionisiertem Wasser dispergiert, gefolgt von 4-stündigem Rühren, so daß eine flüssige Suspension erhalten wurde. Zu der flüssigen Suspension wur den langsam (1) eine Lösung, enthaltend 1,25 g Dicyandiamid in 30 ml 1 M HCl, und (2) 172 ml einer 10%-igen Benzalkoniumchlorid-Lösung unter kräf tigem Rühren zugesetzt. Nach vollständiger Zugabe wurde die Mischung 6 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wurde die Mi schung filtriert und mit entionisiertem Wasser gewaschen. Die Filtrations- und Waschverfahren wurden dreimal wiederholt. Das reine kompakte Produkt wurde getrocknet und zu einem Pulver zerkleinert. Das durch Dicyandiamid und Benzalkoniumchlorid modifizierte Montmorillonit-Pulver wird als "DICY/ BEN/Ton" bezeichnet. In ähnlicher Weise wurden das durch Tetraethylen pentamin und Benzalkoniumchlorid modifizierte Montmorillonit-Pulver (be zeichnet als "TEP/BEN/Ton") mittels desselben Verfahrens hergestellt, außer daß die Dicyandiamid-Lösung durch eine Lösung ersetzt wurde, welche 2,85 g Tetraethylenpentamin in 20 ml 1 M HCl enthielt.

Es wurden 2,6 g Dicyandiamid-Härtungsmittel (DICY), 105,6 Epoxyharz "EB453" (von der Nanya Plastic Company) sowie katalytische Mengen 2-Me thylimidazol in 58,1 g Aceton und 28,6 g Dimethylformamid (DMF) gelöst. DICY/BEN/Ton oder TEP/BEN/Ton wurde zu der obigen Lösung zugegeben, gefolgt von 16-stündigem Rühren, so daß eine Dispersion erhalten wurde. Die Dispersionen mit jeweils 3 Gew.-% und 5 Gew.-% Ton-Gehalten wurden her gestellt. Ein Prepreg wurde durch Imprägnieren eines Glasgewebes mit der Dispersion, gefolgt von Trocknen des imprägnierten Gewebes bei 170°C, her gestellt. 8 Prepregschichten wurden zwischen Kupferfolien sandwichartig an geordnet und bei 170°C eine Stunde lang heiß verpresst, so daß ein doppel seitig Kupfer-laminiertes Blatt erhalten wurde. Anschließend wurde in die Kupferfolien ein Stromkreis geätzt.

Es wurde eine Röntgenbeugungs-Analyse (XRD) an den Epoxyharz/Ton-Com posit-Proben durchgeführt. Die XRD-Muster sind in den Fig. 2-3 gezeigt, und die Zwischenschichtabstandsdaten sind in Tabelle 1 aufgelistet. Wie in Fig. 2 gezeigt, fehlte in der XRD-Analyse des Epoxyharz/DICY/BEN/Ton- Composits Ton(001)-Reflektionen zwischen 2-10°, was darauf hinweist, daß der Zwischenschichtabstand des Tons größer als 44 Å ist. Die Montmorillonit- Schichten waren abgeblättert und in der Epoxymatrix in einem Nanometer längenmaßstab einheitlich dispergiert. Mit Bezug auf Fig. 3 zeigt sich in der XRD-Analyse des Epoxyharz/TEP/BEN/Ton-Composits ein breiter Beugungs peak bei 16,8 Å. Dieses legt nahe, daß nur wenige Montmorillonit-Schichten nicht abgeblättert waren.

Die gedruckten Schaltungen bzw. Leiterplatten enthaltend Epoxyharz/Ton- Nanocomposite, wurden in Bezug auf den thermischen Ausdehnungskoeffizi enten, die Feuchtigkeitsabsorption sowie die thermische Stabilität unter sucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Feuchtigkeitsabsorption wurde in einem Druckkocher unter Bedingungen von 120°C und 2 Stunden lang bestimmt. Die thermische Stabilität wurde durch Legen der gedruckten Schaltungen bzw. Leiterplatten in ein 288°C-Lötbad nach dem Feuchtigkeits absorptionstest bestimmt. Wie in Fig. 2 gezeigt, hatten die gedruckten Schaltungen bzw. Leiterplatten, enthaltend 5 Gew.-% Epoxyharz/DICY/BEN/ Ton, einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) von 41 ppm/°C un terhalb der Tg (α₁) und 260 ppm/°C oberhalb der Tg (α₂) in der Dicken-Rich tung (Z-Richtung). Die Verbesserung in der Formstabilität ist deutlich im Ver gleich zu den Gegenstücken in Abwesenheit des Tonmaterials, welche eine CTE von 59,1 ppm/°C unterhalb der Tg und 313 ppm/°C oberhalb der Tg in der Z-Richtung hatten. Zusätzlich wurde die Wasseraufnahme um 18%, d. h. von 0,5 Gew.-% auf 0,41 Gew.-%, vermindert. Dieses Ergebnis ist äußerst wünschenswert, insbesondere in elektronischen Anwendungen, worin Was serabsorption für die dielektrische Funktionsfähigkeit von Nachteil ist. In Be zug auf die thermische Stabilität war die Haltbarkeitsdauer bzw. Verweilzeit in dem 288°C-Lötbad von 86 Sekunden auf über 3 Minuten deutlich erhöht.

Tabelle 1

Analytische Daten der Tone

Tabelle 2

Eigenschaften von Laminaten, enthaltend Epoxyharz/Ton-Composite

Während die Erfindung insbesondere im Hinblick auf bevorzugte Ausfüh rungsformen davon gezeigt und beschrieben wurde, sollte es dem Fachmann klar sein, daß verschiedene Änderungen in Form und Details vorgenommen werden können, ohne von dem Wesen und dem Umfang der Erfindung abzu weichen.

Claims

1. Epoxyharz/Ton-Nanocomposit, gekennzeichnet durch ein Schichttonmaterial, das durch Ionenaustausch mit (1) Benzalkoni umchlorid und (2) Dicyandiamid oder Tetraethylenpentamin modifiziert ist und das in einem Epoxyharz einheitlich dispergiert ist.

2. Epoxyharz/Ton-Nanocomposit nach Anspruch 1, worin das Schichtton material in einem Anteil von 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% auf der Basis des Ge samtgewichts des Nanocomposits vorliegt.

3. Epoxyharz/Ton-Nanocomposit nach Anspruch 1 und/oder 2, worin das Schichttonmaterial in einem Anteil von 0,5 Gew.-% bis 6 Gew.-% auf der Ba sis des Gesamtgewichts des Nanocomposits vorliegt.

4. Epoxyharz/Ton-Nanocomposit nach mindestens einem der vorangehen den Ansprüche, worin das Schichttonmaterial eine Kationaustauschfähigkeit im Bereich von 50 bis 200 meq/100 g aufweist.

5. Epoxyharz/Ton-Nanocomposit nach mindestens einem der vorangehen den Ansprüche, worin das Schichttonmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Smectit-Ton, Vermiculit, Halloysit, Sericit und Glimmer.

6. Epoxyharz/Ton-Nanocomposit nach mindestens einem der vorangehen den Ansprüche, worin das Schichttonmaterial Montmorillonit ist.

7. Epoxyharz/Ton-Nanocomposit nach mindestens einem der vorangehen den Ansprüche, worin das Schichttonmaterial einen Zwischenschichtabstand von mindestens 44 Å aufweist.

8. Verwendung des Epoxyharz/Ton-Nanocomposits nach den Ansprüchen 1 bis 7 in Prepregs für gedruckte Schaltungen bzw. Leiterplatten.