TWI883741B - 能改善可加工性的低介電樹脂組成物、預浸漬片及金屬積層板 - Google Patents
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Abstract
本發明公開一種能改善可加工性的低介電樹脂組成物,包括樹脂系統、無鹵耐燃劑、中空球型二氧化矽以及偶合劑。樹脂系統包含以特定重量百分比添加的聚苯醚樹脂、交聯劑及含乙烯基的彈性體。中空球型二氧化矽的比重為0.4~0.6 g/cm
3且平均粒徑D50在2.0 μm至3.0 μm的範圍內。因此,本發明的低介電樹脂組成物經固化後於10 GHz頻率下的介電常數(Dk)在2.75至3.05的範圍內且介電損耗因子(Df)小於0.002。在此基礎上,本發明還公開了應用上述低介電樹脂組成物的預浸漬片及金屬積層板。
Description
本發明涉及一種樹脂組成物及其應用,特別是涉及一種能改善可加工性的低介電樹脂組成物及用此低介電樹脂組成物所製得的預浸漬片及金屬積層板。
先進駕駛輔助系統(ADAS)能讓駕駛有足夠的時間採取應變措施,以達到防止事故發生的效果。隨著毫米波雷達(mmWave Radar)之技術水平提升和成本的下降,毫米波雷達開始在ADAS感測器領域占有一席之地,用以在行駛過程中隨時感知車身周圍的環境。
現有的毫米波雷達所採用的基板主要區分為氟樹脂基板與熱固性樹脂基板。其中,氟樹脂基板因為樹脂的特性,例如聚四氟乙烯(PTFE)的可加工性差,在用於疊層板製作時很難進行鑽孔、鍍銅等加工,需要依靠特殊的製造加工設備來進行,因而存在成本過高的課題。此外,氟樹脂為熱塑性樹脂,採用氟樹脂的電子材料很難與採用通用熱固性樹脂(如環氧樹脂)的電子材料同時成型,在實際應用上受到限制。熱固性樹脂基板主要是通過導入中空玻璃球,將基板的介電常數(Dk)降至較低的水平。然而,導入中空玻璃球後
不僅會造成鑽孔鍍銅均勻性不佳,還會導致介電損耗因子(Df)值上升。
本發明之其中一目的在於,針對現有技術的不足提供一種能改善可加工性的低介電樹脂組成物,有利於電子材料的低傳輸損耗和可加工性,從而滿足毫米波的應用需求。本發明還公開了應用上述低介電樹脂組成物的預浸漬片及金屬積層板。
為了實現上述發明目的,本發明所採用的其中一技術方案是提供一種能改善可加工性的低介電樹脂組成物,包括成分(A)的樹脂系統、成分(B)的無鹵耐燃劑、成分(C)的中空球型二氧化矽以及成分(D)的偶合劑。以所述樹脂系統的總重量計,所述樹脂系統包含10重量%至60重量%之聚苯醚樹脂、5重量%至30重量%之交聯劑及20重量%至50重量%之含乙烯基的彈性體。所述中空球型二氧化矽的比重為0.4~0.6g/cm3且平均粒徑D50在2.0μm至3.0μm的範圍內。在所述低介電樹脂組成物中,相對於100重量份的所述樹脂系統,所述無鹵耐燃劑的用量為20phr至45phr,所述中空球型二氧化矽的用量為5phr至15phr,且所述偶合劑的用量為0.1phr至5phr。另外,所述低介電樹脂組成物經固化後於10GHz頻率下的介電常數(Dk)在2.75至3.05的範圍內且介電損耗因子(Df)小於0.002。
在本發明的實施例中,所述含乙烯基的彈性體選自於下列所組成的群組:聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物及苯乙烯-丁二烯-二乙烯基苯共聚物。
在本發明的實施例中,所述含乙烯基的彈性體為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,其重均分子量在3500g/mol至5500g/mol的範圍內。
在本發明的實施例中,所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物
具有5莫耳%至40莫耳%之苯乙烯單元。另外,以所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中全部的乙烯基為100%計,所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的1,2-乙烯基的含量在60%至90%的範圍內,且1,4-乙烯基的含量在10%至40%的範圍內。
在本發明的實施例中,所述中空球型二氧化矽經壓克力基或乙烯基中的至少一種官能基進行表面改質。
在本發明的實施例中,所述交聯劑選自於下列所組成的群組:1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯(triallyl cyanurate,TAC)、三烯丙基異氰脲酸酯(triallyl isocyanurate,TAIC)、三甲代烯丙基異氰脲酸酯(trimethallyl isocyanurate,TMAIC)、鄰苯二甲酸二烯丙酯(diallyl phthalate)、二乙烯苯(divinylbenzene)及1,2,4-苯三甲酸三烯丙酯(1,2,4-Triallyl trimellitate)。
在本發明的實施例中,所述低介電樹脂組成物還包括成分(E)的一般球型二氧化矽,其比重為2.0~2.5g/cm3。另外,相對於100重量份的所述樹脂系統,所述一般球型二氧化矽的用量為85phr至95phr。
在本發明的實施例中,所述一般球型二氧化矽的平均粒徑D50在2.0μm至3.0μm的範圍內。
本發明之另外一目的在於提供一種預浸漬片,係將一補強材塗布或含浸如上所述的低介電樹脂組成物而製得。
本發明之又一目的在於提供一種金屬積層板,係將如上所述的預浸漬片與一金屬層相層合而製得,或係將如上所述的低介電樹脂組成物塗布於一金屬層上而製得。
總體來說,本發明所提供的低介電樹脂組成物,憑藉“以所述樹脂系統的總重量計,所述樹脂系統包含10重量%至60重量%之聚苯醚樹脂、5重量%至30重量%之交聯劑及20重量%至50重量%之含乙烯基的彈性體”、“相對於100重量份的所述樹脂系統,所述中空球型二氧化矽的用量為5phr至15phr”以及“所述中空球型二氧化矽的比重為0.4~0.6g/cm3且平均粒徑D50在2.0μm至3.0μm的範圍內”,能在符合無鹵環保要求的前提下,達到優異的電氣特性(Low Dk/Low Df)和吸濕耐熱性,以長時間保持性能穩定的低傳輸損耗,並能於疊層板製作時表現出良好的流動性和填膠性,以及改善鑽孔加工性和鍍銅品質。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容,請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式,然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明,並非用來對本發明加以限制。
1:預浸漬片
11:補強材
12:低介電樹脂組成物
1’:層疊物
2:金屬層
圖1及圖2為應用本發明的能改善可加工性的低介電樹脂組成物製造預浸漬片的示意圖。
圖3至圖5為應用本發明的能改善可加工性的低介電樹脂組成物製造金屬積層板的示意圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“能改善可加工性的低介電樹脂組成物、預浸漬片及金屬積層板”的實施方式,本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用,本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用,在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外,本發明的附圖僅為簡單示意說明,並非依實際尺寸的描繪,事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容,但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
在沒有另行定義的情況下,本文中所使用的術語具有與本領域技術人員的通常理解相同的含義。各實施例中所涉及的材料,如無特別說明則為市售或根據現有技術製得的材料。各實施例中所涉及的操作或儀器,如無特別說明則為本領域常規的操作或儀器。
氟樹脂基板因為樹脂的特性,在用於疊層板製作時很難進行鑽孔、鍍銅等加工,需要依靠特殊的製造加工設備來進行,因而存在成本過高的課題。此外,氟樹脂為熱塑性樹脂,採用氟樹脂的電子材料很難與採用通用熱固性樹脂(如環氧樹脂)的電子材料同時成型,在實際應用上受到限制,尚不足以應付第五代行動通訊(5G)、進階駕駛人輔助系統(ADAS)、人工智慧(AI)等先進應用對電子材料的需求。因此,本發明提出了新的構思:將熱固性樹
脂聚苯醚樹脂與含乙烯基的彈性體(優選為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)搭配使用,並導入特定比重和粒徑的中空球型二氧化矽(中空二氧化矽)以達到低介電特性而不會損害實用上所需的特性,例如可加工性、吸濕耐熱性、流動性和填膠性。
具體來說,本發明實施例提供一種體現了上述發明構思的能改善可加工性的低介電樹脂組成物,包括成分(A)的樹脂系統、成分(B)的無鹵耐燃劑、成分(C)的中空球型二氧化矽以及成分(D)的偶合劑。以下,將對各種成分進行詳細說明。
[成分(A)的樹脂系統]
構成本發明的低介電樹脂組成物的樹脂系統,以樹脂系統的總重量計,包含10重量%至60重量%之聚苯醚樹脂、5重量%至30重量%之交聯劑及20重量%至50重量%之含乙烯基的彈性體。
在本發明的實施例中,聚苯醚樹脂之分子主鏈末端含有不飽和官能基,例如但不限於羥基、乙烯基、苯乙烯基、乙烯苄基、烯丙基、丙烯醯基、甲基丙烯酸酯基、環氧基及馬來醯亞胺基。所述不飽和官能基是指能夠與其他具有不飽和官能基之成分發生加成聚合反應的基團,而所述加成聚合反應可於存在有聚合引發劑的情況下由光或熱引發。
具體來說,作為成分(A)的樹脂系統之聚苯醚樹脂,可選自於下列所組成的群組:含有末端羥基之聚苯醚樹脂、含有末端乙烯基之聚苯醚樹脂、含有末端苯乙烯基之聚苯醚樹脂、含有末端乙烯苄基之聚苯醚樹脂、含有末端烯丙基之聚苯醚樹脂、含有末端丙烯醯基之聚苯醚樹脂、含有末端甲基丙烯酸酯基之聚苯醚樹脂、含有末端環氧基之聚苯醚樹脂及含有末端馬來醯亞胺基之聚苯醚樹脂。上述的聚苯醚樹脂可單獨使用或組合使用。
相對於樹脂系統的總重量為100重量%,聚苯醚樹脂的含量可為
10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%或60重量%。聚苯醚樹脂的重均分子量可在1000g/mol至20000g/mol的範圍內,較佳為在1000g/mol至10000g/mol的範圍內。若聚苯醚樹脂的分子量太大,則可能使聚苯醚樹脂的流動性和溶劑溶解性變差。若聚苯醚樹脂的分子量太小,則可能損害樹脂組成物的電氣性質和熱安定性。
實際應用時,可在成分(A)的樹脂系統中並用兩種不同的聚苯醚樹脂,例如但不限於:分子主鏈末端含有雙馬來醯亞胺基之聚苯醚樹脂與分子主鏈末端含有羥基、苯乙烯基、甲基丙烯酸酯基或環氧基之聚苯醚樹脂。或者,可在成分(A)的樹脂系統中並用三種不同的聚苯醚樹脂,例如但不限於:分子主鏈末端含有雙馬來醯亞胺基之聚苯醚樹脂、分子主鏈末端含有苯乙烯基之聚苯醚樹脂與分子主鏈末端含有甲基丙烯酸酯基之聚苯醚樹脂。
在上述具有不飽和官能基之聚苯醚樹脂的存在下,含乙烯基的彈性體在樹脂組成物中的相容性可以得到改善,從而可以增加含乙烯基的彈性體的添加上限。較佳地,在成分(A)的樹脂系統中,聚苯醚樹脂的用量大於含乙烯基的彈性體的用量。上述具有不飽和官能基之聚苯醚樹脂的製備方式並非本發明的技術重點所在,乃本領域技術人員基於本說明書揭露的內容與所具備的通常知識而能取得或完成者。
在本發明的實施例中,含乙烯基的彈性體可利用乙烯基的雙鍵與聚苯醚樹脂的不飽和官能基反應形成鍵結,以使樹脂組成物固化後具有良好的低介電特性、耐熱性和可加工性。另值得說明的是,相較於現有的搭配使用液態橡膠與聚苯醚樹脂的低介電樹脂組成物,本發明的低介電樹脂組成物改以含乙烯基的彈性體與聚苯醚樹脂搭配使用,能防止相分離的現象產生。
具體來說,作為成分(A)的樹脂系統之含乙烯基的彈性體,可選
自於下列所組成的群組:聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)及苯乙烯-丁二烯-二乙烯基苯共聚物。上述的含乙烯基的彈性體可單獨使用或組合使用。
相對於樹脂系統的總重量為100重量%,含乙烯基的彈性體的含量可為20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%或50重量%。若含乙烯基的彈性體的含量不足20重量%,則樹脂組成物無法達到要求的電氣性質(如低Dk值、低Df值)和物化性質(如高玻璃轉移溫度、低吸水性、良好的耐熱性)。若含乙烯基的彈性體的含量超過50重量%,則會抑制樹脂組成物中其他成分的功能或作用,從而造成樹脂組成物的某些特性不佳,例如耐燃性。
較佳地,含乙烯基的彈性體為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,其重均分子量在3500g/mol至5500g/mol的範圍內,例如3500g/mol、4000g/mol、4500g/mol、5000g/mol或5500g/mol。考慮到樹脂組成物固化後的物理性質,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物具有5莫耳%至40莫耳%之苯乙烯單元(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物之全部單體單元為100莫耳%)。另外,以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中全部的乙烯基為100%計,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的1,2-乙烯基的含量在60%至90%的範圍內,且1,4-乙烯基的含量在10%至40%的範圍內。若苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的1,2-乙烯基的含量不足60%,樹脂組成物固化後的物化性質如高玻璃轉移溫度、耐熱性等可能會劣化。
在本發明的實施例中,交聯劑為具有含雙鍵或三鍵之不飽和官能基,而能與上述的聚苯醚樹脂及含乙烯基的彈性體發生交聯反應以形成立體網狀結構的成分,例如但不限於單官能型交聯劑(分子中僅有一個不飽和官能基)或多官能型交聯劑(分子中具有兩個以上的不飽和官能基)。交聯劑的種
類無特別限制,較佳為與上述的聚苯醚樹脂及含乙烯基的彈性體具有良好相容性者。
具體來說,作為成分(A)的樹脂系統之交聯劑,可選自於下列所組成的群組:1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯(triallyl cyanurate,TAC)、三烯丙基異氰脲酸酯(triallyl isocyanurate,TAIC)、三甲代烯丙基異氰脲酸酯(trimethallyl isocyanurate,TMAIC)、鄰苯二甲酸二烯丙酯(diallyl phthalate)、1,2,4-苯三甲酸三烯丙酯(1,2,4-Triallyl trimellitate)及二乙烯苯(divinylbenzene)。上述的交聯劑可單獨使用或組合使用。
相對於樹脂系統的總重量為100重量%,交聯劑的含量可為5重量%、10重量%、15重量%、20重量%、25重量%或30重量%。
[成分(B)的無鹵耐燃劑]
構成本發明的低介電樹脂組成物的無鹵耐燃劑,可採用含磷阻燃劑,用於提高所製得電子材料的難燃性並符合無鹵環保的要求。實際應用時,含磷阻燃劑可選自於下列所組成的群組:磷酸酯類(phosphate ester)、磷腈類(phosphazene)、膦氧化合物類(phosphine oxide)、聚磷酸銨、聚磷酸蜜白胺、磷酸三聚氰胺、9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide,DOPO)。上述的無鹵耐燃劑可單獨使用或組合使用。然而,本發明不限於上述所舉例子。
磷酸酯類無鹵耐燃劑之實例包括:磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)、間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)(tetraphenyl resorcinol bis(diphenylphosphate),RDP)、雙酚A雙(二苯基磷酸酯)(bisphenol A bis(diphenylphosphate),BDP)、間苯二酚-雙(二-2,6-二甲基苯基磷酸酯)(Resorcinol bis(di-2,6-xylyl phosphate),RXP)。
磷腈類無鹵耐燃劑之實例包括環狀磷腈化合物及直鏈狀磷腈化
合物。
膦氧化合物類無鹵耐燃劑之實例包括:三(4-甲氧基苯基)膦氧(tris(4-methoxyphenyl)phosphine oxide)、二苯基膦氧(diphenylphosphine oxide)、三苯基膦氧(triphenylphosphine oxide)、下式(I)所示的膦氧化合物(晉一化工之型號為PQ-60的產品)。值得一提的是,具式(I)結構之膦氧化合物類除了已知的阻燃特性之外,還能為樹脂組成物帶來改善低介電特性的效果,有利於高頻領域的應用。
相對於100重量份的成分(A)的樹脂系統,成分(B)的無鹵耐燃劑的用量可為20phr至45phr,例如但不限於20phr、25phr、30phr、35phr、40phr或45phr。若無鹵耐燃劑的用量小於20phr,則由樹脂組成物所製得的電子材料無法達到要求的耐燃性能。若無鹵耐燃劑的用量大於45phr,則可能負面影響電氣性質及吸水性、抗撕強度等實用上所需的特性。
[成分(C)的中空球型二氧化矽]
構成本發明的低介電樹脂組成物的中空球型二氧化矽(中空二氧化矽),其具有特定的比重和粒徑,能使樹脂組成物表現出良好的流動性和
填膠性(填隙能力),並於固化後具有良好的低介電特性和可加工性(鑽孔加工性)。且在此基礎上,本發明的低介電樹脂組成物能達到疊層板所要求的特性如高頻高速傳輸特性和鍍銅品質。
具體來說,成分(C)的中空球型二氧化矽的純度為約99%以上、比重為0.4~0.6g/cm3且平均粒徑D50在2.0μm至3.0μm的範圍內;中空球型二氧化矽的比重較佳為0.5g/cm3。另外,成分(C)的中空球型二氧化矽可經壓克力基或乙烯基中的至少一種官能基進行表面改質,以與成分(A)的樹脂系統有良好的相容性,從而可以被更大量地添加到樹脂組成物中,而不會損害實用上所需的特性。
相對於100重量份的成分(A)的樹脂系統,成分(C)的中空球型二氧化矽的用量可為5phr至15phr,例如但不限於5phr、6phr、7phr、8phr、9phr、10phr、11phr、12phr、13phr、14phr或15phr。
[成分(D)的偶合劑]
構成本發明的低介電樹脂組成物的偶合劑,可採用矽烷化合物(silane compound)及矽氧烷化合物(siloxane compound)中的至少一種,用於增加樹脂與補強材如纖維布的界面黏結強度,改善樹脂與補強材如纖維布及無機粉料之間的相容性。
矽烷化合物之實例包括胺基矽烷(amino silane)、乙烯基矽烷(vinyl silane)、丙烯酸基矽烷(acrylic silane)及環氧基矽烷(epoxy silane)。矽氧烷化合物之實例包括胺基矽氧烷(amino siloxane)、乙烯基矽氧烷(vinyl siloxane)、丙烯酸基矽氧烷(acrylic siloxane)及環氧基矽氧烷(epoxy siloxane)。
相對於100重量份的成分(A)的樹脂系統,成分(D)的偶合劑的用量可為0.1phr至0.5phr,例如但不限於80phr、85phr、90phr、95phr、100phr、105phr、110phr、115phr或120phr。
[成分(E)的無機填料]
本發明的低介電樹脂組成物可視需要進一步包括成分(E)的無機填料,用於提高樹脂組成物的機械強度及導熱性、耐熱性等性質。若要將介電常數和介電損耗維持在降低水平,成分(E)的無機填料可選自於下列所組成的群組:不同於中空球型二氧化矽之一般球型二氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈦、氧化鎂、氧化銻、氧化鈹、氮化鋁、氮化硼、碳酸鈣、鈦酸鉀、玻璃纖維、鈦酸鋇、硫酸鋇、氫氧化鋁及氫氧化鎂。上述的無機填料可單獨使用或組合使用。然而,本發明不限於上述所舉例子。
相對於100重量份的成分(A)的樹脂系統,成分(E)的無機填料的用量可為80phr至120phr,例如但不限於80phr、85phr、90phr、95phr、100phr、105phr、110phr、115phr或120phr。
較佳地,成分(E)的無機填料為一般球型二氧化矽,其可使用合成法製備。另外,一般球型二氧化矽的比重可為2.0~2.5g/cm3,較佳為2.2g/cm3,且平均粒徑D50在2.0μm至3.0μm的範圍內。相對於100重量份的成分(A)的樹脂系統,一般球型二氧化矽的用量為85phr至95phr。
[預浸漬片及金屬積層板]
請參閱圖1及圖2,本發明還提供了應用上述低介電樹脂組成物的預浸漬片1(prepreg)及金屬積層板(metal laminate)。具體來說,預浸漬片1係將一補強材11塗布或含浸一低介電樹脂組成物12,使低介電樹脂組成物12附著於補強材11上,並經由高溫加熱形成半固化態。補強材11例如但不限於電子級泛用玻纖布。
配合圖3至圖5所示,金屬積層板可由以下方法製得:將上述的預浸漬片1與至少一金屬層2(如銅箔層)相層合並通過熱壓而結合在一起,或者將上述的低介電樹脂組成物12塗布於一金屬層2上並充分乾燥固化。於將上述
的預浸漬片1與至少一金屬層2(如銅箔層)相層合之實例中,可將預定數量之預浸漬片1層疊,並於所形成層疊物1’的至少一外側層疊一金屬層2。
實際應用時,可通過習知的工藝步驟將金屬積層板外側之金屬層2圖案化,以製得印刷電路板。
[性能評估]
使用甲苯將表1及表2所示的樹脂組成物形成熱固性樹脂清漆(Varnish)。接著以南亞玻纖布(南亞塑膠公司,產品型號NE1078)作為補強材,在常溫下含浸上述熱固性樹脂清漆,再於130℃乾燥數分鐘後即得樹脂含量70重量%之預浸漬片。然後將4片預浸漬體層疊於2片厚度35μm之銅箔之間並進行熱壓操作,以得到厚度0.4mm之銅箔基板試樣。上述熱壓操作係先在85℃之溫度下施以25kg/cm2之壓力並持溫20分鐘,再以3℃/min之加溫速率加溫到210℃後,持溫120分鐘,然後慢慢冷卻到130℃。將所得到的銅箔基板試樣根據下述進行性能評估。
玻璃轉移溫度(℃):以動態機械分析儀(DMA)測試。
吸水率(%):試樣在2atm之壓力鍋中以120℃加熱120分鐘後,計算加熱前後重量變化量。
T288耐浸焊性:試樣在2atm之壓力鍋中以120℃加熱120分鐘後,浸入288℃之焊錫浴中,記錄試樣產生分層之時間。
介電常數(Dk)和介電損耗(Df):將試樣去除銅箔後,置於105℃烘箱烘烤30分鐘,然後使用安捷倫(Agilent)公司之分析儀(型號為E4991A之產品),測試10GHz頻率下的介電常數和介電損耗。
鑽孔鍍銅均勻性:於進行PCB鑽孔鍍銅製程後,將樣品進行Cross-section切片分析,並於電子顯微鏡(SEM)下觀察鍍銅均勻性。
在表1或表2中,各成分的詳細資料如下:
聚苯醚樹脂:SABIC公司之商標名為NORYL SA9000的產品;SBS樹脂:日本曹達公司之型號為SBS-Ctype的產品;交聯劑:Evonik公司之TAIC;耐燃劑:晉一化工公司之型號為PQ-60的產品;中空球型二氧化矽:日本AGC公司之型號為HS-200的產品;一般球型二氧化矽:以合成法製備的二氧化矽,其為大陸三時紀公司之型號:EQ2410-SMC的產品;中空玻璃珠:3M公司之型號為im16K的產品;偶合劑:道康寧公司之型號為Z-6030的產品;過氧化物:ARKEMA公司之型號為Luperox F的產品。
由上表1及表2可得知,比較例1的樹脂組成物僅添加了一般球型二氧化矽,而未添加中空球型二氧化矽,所製得電子材料的Dk值超出了限定的範圍(2.75至3.05),即未達到要求的電氣性。雖然比較例2、3的樹脂組成物因額外多添加了中空玻璃球,所製得電子材料的Dk值可以保持在限定的範圍內,但不僅會造成鑽孔鍍銅均勻性不佳,還會導致Df值上升。相較之下,實例1至4的樹脂組成物使用特定比重和粒徑的中空球型二氧化矽來取代中空玻璃球,並搭配使用聚苯醚樹脂與SBS,能達到毫米波應用所需的低介電特性,而不會損害疊層板的加工品質(鑽孔鍍銅品質)以及吸水性、耐熱性等實用上所需的特性。
[實施例的有益效果]
本發明所提供的低介電樹脂組成物,憑藉“以所述樹脂系統的總重量計,所述樹脂系統包含10重量%至60重量%之聚苯醚樹脂、5重量%至30重量%之交聯劑及20重量%至50重量%之含乙烯基的彈性體”、“相對於100重量份的所述樹脂系統,所述中空球型二氧化矽的用量為5phr至15phr”以及“所述中空球型二氧化矽的比重為0.4~0.6g/cm3且平均粒徑D50在2.0μm至3.0μm的範圍內”,能在符合無鹵環保要求的前提下,達到優異的電氣特性(Low Dk/Low Df)和吸濕耐熱性,以長時間保持性能穩定的低傳輸損耗,並能於疊層板製作時表現出良好的流動性和填膠性,以及改善鑽孔加工性和鍍銅品質。
更進一步來說,本發明所提供的低介電樹脂組成物為一種採用
聚苯醚樹脂的電子材料,不僅容易與採用其他熱固性樹脂(如環氧樹脂)的電子材料同時成型,而且可以使用現有的製造加工設備,因此可以降低成本。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例,並非因此侷限本發明的申請專利範圍,所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化,均包含於本發明的申請專利範圍內。
11:補強材
12:低介電樹脂組成物
Claims (11)
- 一種能改善可加工性的低介電樹脂組成物,包括: (A)樹脂系統,以所述樹脂系統的總重量計,包含10重量%至60重量%之聚苯醚樹脂、5重量%至30重量%之交聯劑及20重量%至50重量%之含乙烯基的彈性體; (B)無鹵耐燃劑; (C)中空球型二氧化矽,其比重為0.4~0.6 g/cm 3且平均粒徑D50在2.0 μm至3.0 μm的範圍內;以及 (D)偶合劑; 其中,相對於100重量份的所述樹脂系統,所述無鹵耐燃劑的用量為20 phr至45 phr,所述中空球型二氧化矽的用量為5 phr至15 phr,且所述偶合劑的用量為0.1 phr至5 phr; 其中,所述低介電樹脂組成物經固化後於10 GHz頻率下的介電常數(Dk)在2.75至3.05的範圍內且介電損耗因子(Df)小於0.002。
- 如請求項1所述的低介電樹脂組成物,其中,所述含乙烯基的彈性體選自於下列所組成的群組:聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物及苯乙烯-丁二烯-二乙烯基苯共聚物。
- 如請求項2所述的低介電樹脂組成物,其中,所述含乙烯基的彈性體為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,其重均分子量在3500 g/mol至5500 g/mol的範圍內。
- 如請求項3所述的低介電樹脂組成物,其中,所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物具有5莫耳%至40莫耳%之苯乙烯單元,且以所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中全部的乙烯基為100%計,1,2-乙烯基的含量在60%至90%的範圍內,且1,4-乙烯基的含量在10%至40%的範圍內。
- 如請求項1所述的低介電樹脂組成物,其中,所述中空球型二氧化矽經壓克力基或乙烯基中的至少一種官能基進行表面改質。
- 如請求項1所述的低介電樹脂組成物,其中,所述交聯劑選自於下列所組成的群組:1,3,5-三聚氰酸三烯丙基酯(triallyl cyanurate, TAC)、三烯丙基異氰脲酸酯(triallyl isocyanurate, TAIC)、三甲代烯丙基異氰脲酸酯(trimethallyl isocyanurate, TMAIC)、鄰苯二甲酸二烯丙酯(diallyl phthalate)、二乙烯苯(divinylbenzene)及1,2,4-苯三甲酸三烯丙酯(1,2,4-Triallyl trimellitate)。
- 如請求項1所述的低介電樹脂組成物,還包括:(E)一般球型二氧化矽,其比重為2.0~2.5 g/cm 3,且相對於100重量份的所述樹脂系統,所述一般球型二氧化矽的用量為85 phr至95 phr。
- 如請求項1所述的低介電樹脂組成物,其中,所述一般球型二氧化矽的平均粒徑D50在2.0 μm至3.0 μm的範圍內。
- 如請求項1所述的低介電樹脂組成物,其中,所述無鹵耐燃劑為具有下式(I)所示結構之化合物:
其中,R 1表示共價鍵、-CH 2-、 、 、 、或 ; 其中,R 2、R 3、R 4、R 5各自獨立為H、烷基或 。式(I) - 一種預浸漬片,係將一補強材塗布或含浸如請求項1所述的低介電樹脂組成物而製得。
- 一種金屬積層板,係將如請求項10所述的預浸漬片與一金屬層相層合而製得,或係將如請求項1所述的低介電樹脂組成物塗布於一金屬層上而製得。
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