高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法的製作方法

2023-10-27 12:35:27 2

專利名稱：高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法，使透過該製法所制 出的高導熱及低散逸係數增層結合膠劑，具有導熱性佳、流變性佳、熱穩定性佳及降低 成本提高良率等優點，適用於高密度連結印刷電路板或封裝載板。
背景技術：
近年來，隨著電子技術的日新月異，許多高科技產業的相繼問世，使得更人性 化、功能更佳的電子產品不斷地推陳出新，且這些電子產品更不斷地朝向輕、薄、短、 小的趨勢設計發展。各種電子產品均具有至少一主機板，其是由許多電子元件及電路板 所構成，而電路板的功能在於搭載及電性連接各個電子元件，使得這些電子元件能夠彼 此電性連接，而目前最常見的電路板為印刷電路板。印刷電路板能將電子零組件聯接在一起，使其發揮整體功能，因此是所有電子 資訊產品不可或缺的基本 構成要件。由於印刷電路板設計品質良莠不齊，不但直接影響 電子產品的可靠度，還可左右系統產品的競爭力，因此印刷電路板經常被稱為是「電子 系統產品之母」或「3C產業之基」。現今市面電路板的製程技術以資訊電腦用玻纖材基材含浸耐燃環氧樹脂銅箔基 板(FR-4)為大宗，而耐熱性、低介電常數、環保為FR-4基板的主要考量因素。而高頻 基板除了須符合上述性能外，介電損耗亦是重要的考慮因素。目前最常使用的製程為背 膠銅箔(Resin Coated Copper ； RCC)法或是 LDPP (LaserDrillable Prepreg)迭置法。RCC 法是將銅箔經粗化處理後塗布一層介電層，再烘烤成半固化狀態(B-Stage)，之後裁切成 所需的大小進行迭置及壓合；LDPP迭置法則是將調配好的膠水含浸於玻璃纖維布上，再 烘烤成B-Stage，接著進行迭置及壓合，最後裁切成所需的大小。然而，RCC法或是LDPP法仍具有以下的缺點1、由於RCC法並無承載材，反而造成可撓性降低，使得整體性質變脆，觸碰 時極易破損、脫落，產生缺膠情形；且本身樹脂的流動性較差，因此無法充分達到填孔 的功能性，以及成卷的背膠銅箔的利用率較低造成成本大幅上升等問題。2、LDPP法的介電層厚度控制較不均勻，且須使用特殊處理的玻璃纖維布 (Laser Drillable)，大幅提高製造成本，訊號傳遞依舊不完整。3、使用RCC法及LDPP法易產生樹脂粉屑脫落，造成生產印刷電路板的良率降 低。4、RCC法及LDPP法樹脂含量的限制，無法同時進行塞孔與面塗(或增層)。本發明人有鑑於上述已公開使用的RCC或是LDPP法的缺失，於是著手開發介 電層厚度控制及填孔性較佳且製造成本較低的製程。

發明內容
本發明的主要目的在於提供一種製程簡單、成本低的高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法。
為達上述的目的，本發明提供一種高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法， 其包括以下的步驟
步驟a 取三官能基環氧樹脂、增韌改質環氧樹脂(Rubber-modified orDimmer-acid-modified Epoxy)、溴化環氧樹月旨(Br-contataed)、無滷含磷環氧樹脂 (Br-free/P-contained Epoxy) > 無滷無磷環氧樹脂(Br-Free/P-Free Epoxy)、長鏈無滷環 氧樹脂、雙酚ACBisphenolA; BPA)環氧樹脂等其中至少兩種環氧樹脂；
步驟b:將步驟a所取的環氧樹脂依比例添加至預處理槽中，加熱並充分攪拌成 一均勻混合的環氧樹脂前驅物；
步驟C:降溫，並於降溫過程中將一溶劑加入環氧樹脂前驅物，並調整環氧樹脂 前驅物至一適當的粘度；
步驟d:取一雙硬化劑溶液、一催化劑、一溶劑及一流動調整劑加入步驟C的環 氧樹脂前驅物，充分混合及攪拌；
步驟e:再加入一高導熱填充劑，充分真空攪拌至一適當的粘度；以及
步驟f:靜置一時間後，即成為高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑。
實施時，步驟b中的加熱條件為80 130°C Λ 8小時。步驟c中是降溫至 IOO0C以下，而調整環氧樹脂前驅物的粘度至3,000 10,OOOcp之間。
實施時，該雙硬化劑溶液為胺類硬化劑(Amine Curing Agent)及酸無水物硬 化劑(Acid Anhydride Curing Agent)混合而成。該催化劑為咪唑類催化劑(Imidazole Catalyst),該流動調整劑為丙烯酸共聚物或改質丙烯酸共聚物，而該高導熱無機填充劑 選自於氮化矽6iN)、氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)、碳化矽6iC)、氧化鋁(Al2O3)、氧 化矽MiO2)、氧化鎂(MgO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鈹(BeO)、氫氧化鋁Al(OH)3與高嶺 土(Aluminum Silicate)所組成族群中的其中一種。該溶劑選自於二甲基甲醯胺(DMF)、 二甲基環己胺(DMCA)、丁酮(MEK)及環己酮(Cyclohexanone)所組成族群中的其中一 種。
實施時，步驟e中的粘度是控制在5,000 30,OOOcps之間，並可透過添加一稀釋 劑來控制粘度。
實施時，步驟f中的增層結合膠劑的膠化時間必須要控制在200 800秒。


圖1為本發明實施例高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法的流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本發明上述的和另外的技術特徵和優點作更詳細的說明。
請參閱圖1，圖式內容為本發明高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法的一實 施例流程圖，供用於高密度連結印刷電路板或封裝載板，該流程包括以下步驟
步驟a 取三官能基環氧樹脂、增韌改質環氧樹脂(Rubber-modified orDimmer-acid-modified Epoxy)、溴化環氧樹月旨(Br-contataed)、無滷含磷環氧樹脂 (Br-free/P-contained Epoxy) > 無滷無磷環氧樹脂(Br-Free/P-Free Epoxy)、長鏈無滷環氧樹脂、雙酚ACBisphenolA; BPA)環氧樹脂等其中至少兩種環氧樹脂；
步驟b:將步驟a所取的環氧樹脂依比例添加至預處理槽中，加熱並充分攪拌成 一均勻混合的環氧樹脂前驅物；
步驟C:降溫，並於降溫過程中將一溶劑加入環氧樹脂前驅物，並調整環氧樹脂 前驅物至一適當的粘度；
步驟d:取一雙硬化劑溶液、一催化劑、一溶劑及一流動調整劑加入步驟C的環 氧樹脂前驅物，充分混合及攪拌；
步驟e:再加入一高導熱填充劑，充分真空攪拌至一適當的粘度；以及
步驟f:靜置一時間後，即成為高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑。
其中，步驟b中的加熱條件為80 130°C的溫度下加熱2 8小時，步驟c中是 降溫至100°C以下，而調整環氧樹脂前驅物的粘度至3,000 10,OOOcps之間。步驟e中 的粘度是控制在5,000 30,OOOcps之間，並可透過添加一稀釋劑來控制粘度。
另外，該雙硬化劑溶液為胺類硬化劑(Amine Curing Agent)及酸無水物硬化劑 (AcidAnhydride CuringAgent)混合而成。該催化劑為咪唑類催化劑(ImidazoleCatalyst)， 該流動調整劑為丙烯酸共聚物或改質丙烯酸共聚物，而該高導熱無機填充劑選自於氮 化矽6iN)、氮化鋁(AlN)、氮化硼(BN)、碳化矽6iC)、氧化鋁(Al2O3)、氧化矽 (SiO2) >氧化鎂(MgO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鈹(BeO)、氫氧化鋁Al(OH)3與高嶺土 (Aluminum Silicate)所組成族群中的其中一種。該溶劑選自於二甲基甲醯胺(DMF)、 二甲基環己胺(DMCA)、丁酮(MEK)及環己酮(Cyclohexanone)所組成族群中的其中一 種。
因此，製造時，如下列表一，使用者可選擇三官能環氧樹脂lOphr、雙酚A環 氧樹脂30phr、長鏈無滷環氧樹脂5phr、溴化環氧樹脂30phr及增韌改質環氧樹脂25phr 等5種環氧樹脂，並將其分別添加至預處理槽中，加熱(80 130°C /2 8hr)並充分 攪拌調配出環氧樹脂前驅物後，再降溫(至100°C以下)，並於降溫過程中將溶劑加入環 氧樹脂前驅物，並調整環氧樹脂前驅物至一適當的粘度(3000 lOOOOcps)，再與雙硬 化劑混合物(胺類硬化劑0.5phr、酸無水物硬化劑2phr)、咪唑類催化劑0.25phr、流動 促進劑(丙烯酸共聚物2phr)及溶劑(二甲基甲醯胺20phr)混合均勻後，再加入一高導 熱填充劑(氮化矽20phr、氧化鋁40phr、氧化矽40phr)，充分真空攪拌至一適當的粘度 (5000 30000cps，所用稀釋劑為本領域一般常用的稀釋劑皆可)，最後靜置一段時間後 (控制在200 800秒)，即可成為高導熱及低散逸係數增層結合膠劑，該結合膠劑粘度 為14800cps，其硬化物的熱傳導係數為2.3W/m_K，散逸係數為0.008 (@IGPiz)。
表一
權利要求
1.一種高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法，供用於高密度連結印刷電路板或 封裝載板，其特徵在於主要包括以下步驟步驟a:取三官能基環氧樹脂、增韌改質環氧樹脂、溴化環氧樹脂、無商含磷環氧 樹脂、無滷無磷環氧樹脂、長鏈無滷環氧樹脂、雙酚A環氧樹脂等其中至少兩種環氧樹 脂；步驟b:將步驟a所取的環氧樹脂依比例添加至預處理槽中，加熱並充分攪拌成一均 勻混合的環氧樹脂前驅物；步驟c:降溫，並於降溫過程中將一溶劑加入環氧樹脂前驅物，並調整環氧樹脂前驅 物至一適當的粘度；步驟d:取一雙硬化劑溶液、一催化劑、一溶劑及一流動調整劑加入步驟c的環氧樹 脂前驅物，充分混合及攪拌；步驟e:再加入一高導熱填充劑，充分真空攪拌至一適當的粘度；以及步驟f:靜置一時間後，即成為高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑。
2.如權利要求1所述的高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法，其特徵在於步驟b 中的加熱條件為80 130°C下加熱2 8小時。
3.如權利要求1所述的高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法，其特徵在於步驟c 中降溫至100°c以下，而調整環氧樹脂前驅物的粘度至3,000 10,OOOcps之間。
4.如權利要求1所述的高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法，其特徵在於步驟d 中，雙硬化劑溶液為胺類硬化劑及酸無水物硬化劑混合而成。
5.如權利要求1所述的高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法，其特徵在於步驟 d中，該催化劑為咪唑類催化劑，該流動調整劑為丙烯酸共聚物或改質丙烯酸共聚物，而 該高導熱無機填充劑選自於氮化矽、氮化鋁、氮化硼、碳化矽、氧化鋁、氧化矽、氧化 鎂、氧化鋅、氧化鈹、氫氧化鋁與高嶺土所組成族群中的其中一種。
6.如權利要求1所述的高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法，其特徵在於步驟e 中的粘度控制在5,000 30,OOOcps之間。
7.如權利要求1所述的高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法，其特徵在於步驟e 中可透過添加一稀釋劑來控制粘度。
8.如權利要求1所述的高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法，其特徵在於該溶劑 選自於二甲基甲醯胺、二甲基環己胺、丁酮及環己酮所組成族群中的其中一種。
9.如權利要求1所述的高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法，其特徵在於步驟f 靜置等待膠化的時間控制在200 800秒之間。
全文摘要
一種高導熱及低散逸係數的增層結合膠劑製法，供用於高密度連結印刷電路板或封裝載板，其主要步驟為先取三官能基環氧樹脂、增韌改質環氧樹脂、溴化環氧樹脂、無滷含磷環氧樹脂、無滷無磷環氧樹脂、長鏈無滷環氧樹脂、雙酚A環氧樹脂等其中至少兩種環氧樹脂後，依比例添加至預處理槽中，加熱攪拌成一環氧樹脂前驅物；接著降溫，且降溫中加入一溶劑，調整環氧樹脂前驅物至一適當的粘度；然後加入一雙硬化劑溶液、一催化劑、一溶劑及一流動調整劑混合攪拌；再加入一高導熱填充劑，充分真空攪拌至一適當的粘度，最後靜置一時間後，即成為高導熱及低散逸係數增層結合膠劑。
文檔編號C09J163/02GK102020960SQ20091017641
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月14日 優先權日2009年9月14日
發明者嚴政男, 劉勵竑, 葉雲照, 張中浩 申請人:合正科技股份有限公司