半固化膠片及金屬箔基板的製作方法

2023-06-05 04:55:51

專利名稱：半固化膠片及金屬箔基板的製作方法
技術領域：
本發明公開一半固化膠片及一金屬箔基板，其是可應用於金屬箔層合板及金屬箔 多層層合板的電路板領域。
背景技術：
新世代的電子產品趨向輕薄短小，並適合高頻傳輸，因此印刷電路板的配線走向 高密度化，電路板的材料選用走向更嚴謹的需求。高頻電子元件與電路板接合，為了維持傳 輸速率及保持傳輸訊號完整性，電路板的基板材料必須兼具較低的介電常數(dielectric constant ；Dk)及介電損耗(dissipation factor ；Df)。同時，為了於高溫、高溼度環境下依 然維持電子元件正常運作功能，電路板也必須兼具耐熱難燃及低吸水性的特性。已知的金屬箔基板製作的電路板技術中，是利用一環氧基樹脂與硬化劑作為熱固 性樹脂組成原料，將補強材與該熱固性樹脂組成加熱結合形成一半固化膠片(prepreg)，再 將該半固化膠片與上、下兩片金屬箔層板於高溫高壓下壓合而成。先前技術一般使用環氧 基樹脂與具有羥基(-0H)的酚醛(phenol novolac)樹脂硬化劑作為熱固性樹脂組成原料， 酚醛樹脂與環氧基樹脂結合會使環氧基開環後形成另一羥基，羥基本身會提高介電常數及 介電損耗值，且易與水分結合，增加吸溼性。此外，中國臺灣發明專利第U97346號揭露了 一種使用氰酸酯基樹脂、二環戊二烯基環氧樹脂、矽石以及熱塑性樹脂作為熱固性樹脂組 成，此種熱固性樹脂組成具有低介電常數與低介電損耗等特性。然而此製造方法於製作時 必須使用含有滷素(如溴；Bromine ；Br)成份的阻燃劑，例如四溴環己烷、六溴環癸烷以及 2，4，6-三(三溴苯氧基)-1，3，5-三氮雜苯，而這些含有溴成份的阻燃劑於產品製造、使用 甚至回收或丟棄時都很容易對環境造成汙染。為了提升金屬箔基板的耐熱難燃性、低介電 損耗、低吸溼性、高交聯密度、高玻璃轉化溫度、高接合性、適當的熱膨脹性，環氧基樹脂、硬 化劑及補強材的材料選擇成了主要影響因素。

發明內容
為了改善已知技術中，半固化膠片中的熱固性樹脂組成的缺失，本發明的主要目 的在於提供一半固化膠片，該半固化膠片的熱固性樹脂組成是具有耐熱難燃性、低介電常 數與低介電損耗、低吸溼性、較高的熱傳導率、較佳的熱膨脹性、較佳的機械強度及無滷素 元素等特性，使該半固化膠片與金屬箔層板壓合而成的金屬箔基板具有上述優良的性質。基於本發明的上述目的，本發明是公開一半固化膠片，其是包含一補強材及一熱 固性樹脂組成，其中該補強材可為玻璃纖維布；該熱固性樹脂組成是包含環氧基樹脂、芳香 族酯的硬化劑以及阻燃性化合物。所述環氧基樹脂(印oxy resin)可為雙酚A(bisphenol-A)環氧樹脂、雙酚 F(bisphenol-F)環氧樹脂、雙酚 S(bisphenol-幻環氧樹脂、酚醛(phenol novolac)環 氧樹脂、雙酚A酚醛(bisphenol-A novolac)環氧樹脂、鄰甲酚(0_cresol novolac)環 氧樹脂、三官能基(trifunctional)環氧樹脂、四官能基(tetrafunctional)環氧樹脂、多官能基(multifunctional)環氧樹脂、二環戊二烯環氧樹脂(Dicyclopendiene印oxy resin ;DCPD)、含磷環氧樹脂、對二甲苯環氧樹脂(P-xylene epoxy resin)、萘環氧樹脂 (Naphthalene epoxy resin)、苯並吡喃型環氧樹脂。所述芳香族酯的硬化劑，其是具有(Ar1-COO-Ar2)官能基酯類，其中Ar (Ar1和Ar2) 為芳香族(aromatic)化合物，該Ar官能基可為苯基(phenyl)、苯甲基(pheny Imethy 1)、聯 苯基、酚基、苯胺基、苯甲酸基、苯乙酮基、萘基、蒽基、菲基、菔基、吡啶基、吡喃基、呋喃基、 噻吩基等。其中，Ar1和Ar2可為相同芳香族化合物，也可為相異芳香族化合物。該芳香族 酯可為一羧酸化合物與一酚化合物或是醇化合物經酯化反應的縮合作用而成。其中，上述 的芳香族酯的硬化劑可以是下列結構式中的任意一者

其中ROi1和R2)可以為一共價鍵、氫或是烷基、烯基或是炔基等官能基， 如-H，-CH3, -CnH2n+1，-CH = CH2, -CnH2lri，-C ^ CH等，隊與&可為相同官能基也可為相異官 能基°更進一步，一含二羧酸基(-C00H)的芳香族化合物與一含二羥基(-0H)的酚或醇 化合物經酯化反應形成一具有(-C00-)官能基的芳香族酯類化合物。例如一苯甲酸與一酚 反應形成一芳香族酯。其中，含二羧酸基(-C00H)的芳香族化合物可以是下列結構式中的任意一者1權利要求
1.一種半固化膠片，其包含 一補強材；以及熱固性樹脂組成，該熱固性樹脂組成附著於該補強材上，其中該熱固性樹脂組成是包含(a)環氧基樹脂；(b)芳香族酯的硬化劑；以及 (C)阻燃性化合物。
2.根據權利要求1所述的半固化膠片，其中，該熱固性樹脂組成包含(a)100重量份的環氧基樹脂；(b)20至120重量份的芳香族酯的硬化劑；以及 (C)至少20重量份的阻燃性化合物。
3.根據權利要求1所述的半固化膠片，其中所述環氧基樹脂包含雙酚A環氧樹脂、雙 酚F環氧樹脂、雙酚S環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、雙酚A酚醛環氧樹脂、鄰甲酚環氧樹脂、三 官能基環氧樹脂、四官能基環氧樹脂、多官能基環氧樹脂、二環戊二烯環氧樹脂、對二甲苯 環氧樹脂、含磷環氧樹脂、萘環氧樹脂、苯並吡喃型環氧樹脂的至少其一者。
4.根據權利要求1所述的半固化膠片，其中，所述芳香族的硬化劑是由二羧酸基的芳 香族與二羥基的芳香族酯化聚合而成。
5.根據權利要求4所述的半固化膠片，其中，所述二羧酸基芳香族是包含下列結構式 中的至少一者
6.根據權利要求4所述的半固化膠片，其中，所述二羥基的芳香族是包含下列結構式 中的至少一者
7.根據權利要求1所述的半固化膠片，其中，所述芳香族酯的硬化劑是具有 (Ar1-COO-Ar2)官能基酯類和聚酯，其中Ar1和Ar2為芳香族化合物，該官能基為苯基、苯甲 基、聯苯基、酚基、苯胺基、苯甲酸基、苯乙酮基、萘基、蒽基、菲基、菔基、吡啶基、吡喃基、呋 喃基、或噻吩基。
8.根據權利要求7所述的半固化膠片，其中，所述芳香族酯的硬化劑是包含下列結構 式中的至少一者
9.根據權利要求1所述的半固化膠片，其中所述阻燃性化合物是含磷化合物、含溴化 合物或含氮化合物。
10.根據權利要求9所述的半固化膠片，其中所述含磷化合物為磷酸三苯酯、雙酚二苯 基磷酸酯、聚磷酸銨、對苯二酚雙(二苯基磷酸酯)、TCEP、TCPP、TMP、DMMP,或RDXP。
11.根據權利要求9所述的半固化膠片，其中所述含溴化合物為四溴丙二酚、四溴環己 烷、六溴環癸烷或2，4，6-三(三溴苯氧基)-1，3，5-三氮雜苯。
12.根據權利要求9所述的半固化膠片，其中所述含氮化合物為氨基三嗪環氧樹脂、氰 尿酸三聚氰胺、或三羥乙基異氰尿酸酯。
13.根據權利要求9所述的半固化膠片，其中含磷化合物為下列結構式中的至少一者
14.根據權利要求1所述的半固化膠片，其進一步包含一無機填充物。
15.根據權利要求14所述的半固化膠片，其中，該無機填充物為二氧化矽、熔融態二氧 化矽、氧化鋁、氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鈣、滑石粉、粘土、氮化鋁、氮化硼、氫氧化鋁、碳化鋁 矽、碳化矽、碳酸鈉、二氧化鈦、氧化鋅、氧化鋯、石英、鑽石粉、類鑽石粉、石墨、煅燒高嶺土 的至少其一者。
16.根據權利要求1所述的半固化膠片，其進一步包含一硬化促進劑。
17.根據權利要求16所述的半固化膠片，其中，該硬化促進劑為咪唑、三氟化硼胺複合 物、氯化乙基三酚基磷、二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、三苯基磷或4-二甲基胺基吡啶 中的至少一者。
18.根據權利要求1所述的半固化膠片，其進一步包含一胺基硬化劑、一酚醛硬化劑、一酸酐硬化劑、聚苯醚、聚苯醚、苯並惡嗪或氰酸酯中的至少一者。
19.根據權利要求18所述的半固化膠片，其中，該胺基硬化劑為雙氰二醯胺、二氨基二 苯碸或4，4'-亞甲基二苯胺中的至少一者。
20.根據權利要求18所述的半固化膠片，其中，該酚醛硬化劑為DCPD-型酚醛樹脂。
21.根據權利要求18所述的半固化膠片，其中，該酸酐硬化劑為MTHPA、PA、NMA與苯乙 烯馬來酸酐中的至少一者。
22.根據權利要求1所述的半固化膠片，其中，該補強材為玻璃纖維布。
23.一種金屬箔基板，其包含 多個金屬箔層板；以及至少一個半固化膠片，其為權利要求1所述的半固化膠片。
24.根據權利要求23所述的金屬箔基板，其中，該金屬箔層板為銅、鋁、鉬、銀、金中的 至少一者所組成。
25.根據權利要求23所述的金屬箔基板，其為多個金屬箔層板與多個半固化膠片交互 堆棧而成的金屬箔多層板。
26.—種電路板，其包含至少一金屬箔基板，該金屬箔基板為權利要求23所述的金屬 箔基板。
27.一種金屬箔基板的製造方法，其包含下列步驟(a)混合權利要求1所述的熱固性樹脂組成物的各成分，形成一液態溶液；(b)含浸一補強材於該液態溶液中，該補強材為玻璃纖維布；(c)烘烤乾燥含浸後的補強材，以形成一半固化膠片；以及(d)多個金屬箔層板與至少一個半固化膠片迭合，並於高溫與高壓的環境下壓合。
28.根據權利要求27所述的金屬箔基板的製造方法，其中，步驟(a)中的該液態溶液為 進一步包含一溶劑。
29.根據權利要求觀所述的金屬箔基板的製造方法，其中該溶劑為甲苯、丙酮、丁酮、 環己酮、丙二醇甲醚或二甲基甲醯胺中的至少一者。
30.一種半固化膠片，其包含一熱固性樹脂組成，該熱固性樹脂組成加熱成半固化態，其中該熱固性樹脂組成包含(a)一環氧基樹脂；(b)一芳香族酯的硬化劑；以及 (C) 一阻燃性化合物。
31.根據權利要求30所述的半固化膠片，其中，該熱固性樹脂組成包含(a)100重量份的該環氧基樹脂；(b)20至120重量份的該芳香族酯的硬化劑；以及 (C)至少20重量份的該阻燃性化合物。
32.—種金屬箔基板，其包含 一線路基板；至少一個金屬箔層板；以及至少一個半固化膠片，其為權利要求30所述的半固化膠片。
33.一種電路板，其包含至少一金屬箔基板，該金屬箔基板為權利要求32所述的金屬 箔基板。
34.一種金屬箔基板的製造方法，其包含下列步驟(a)將一熱固性樹脂組成置於一PET膜上並將其加熱成半固化膠片，該半固化膠片為 權利要求30所述的半固化膠片；(b)該半固化膠片未含該PET膜的平面與一線路基板結合；(c)移除該PET膜，並將該半固化膠片與一金屬箔層板接合；以及(d)高溫、高壓使得該半固化膠片固化形成一固態樹脂層。
35.一種熱固性樹脂組成，其包含(a)100重量份的環氧基樹脂；(b)20至120重量份的芳香族酯的硬化劑；以及(c)至少20重量份的阻燃性化合物。
36.一背膠銅箔基板，其包含(a)至少一表面粗糙的銅箔；(b)至少一熱固性樹脂組成；以及(c)一線路基板；其中，該熱固性樹脂組成為權利要求35所述的熱固性樹脂組成，其特徵在於，該熱固 性樹脂組成為膠體塗布於該表面粗糙的銅箔上，再加以加熱至半固化形成背膠金屬箔，多 個背膠金屬箔與與一線路基板迭合後經高溫高壓下壓合形成金屬箔多層板。
37.一種電路板，其包含至少一背膠銅箔基板，該背膠銅箔基板為權利要求36所述的 背膠銅箔基板。
全文摘要
本發明涉及一種半固化膠片，其是由耐熱難燃的熱固性樹脂組成及玻璃纖維布所製作而成，該熱固性樹脂組成包含環氧基樹脂、芳香族酯硬化劑、阻燃性化合物。本發明還涉及一種金屬箔基板，其是由上述半固化膠片與金屬箔層板壓合而成；此外，該半固化膠片及金屬箔基板具有較佳的介電特性、耐熱、阻燃性高及較低的吸溼性。
文檔編號C08L63/04GK102039701SQ200910204188
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月19日 優先權日2009年10月19日
發明者餘利智, 周立明, 彭義仁, 林育德 申請人:臺光電子材料股份有限公司