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特許7084966良好な熱的性質を有する高Tgエポキシ配合物
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-07
(45)【発行日】2022-06-15
(54)【発明の名称】良好な熱的性質を有する高Tgエポキシ配合物
(51)【国際特許分類】
   C08G 59/32 20060101AFI20220608BHJP
   C08J 5/24 20060101ALI20220608BHJP
   C08G 59/00 20060101ALI20220608BHJP
   B32B 15/092 20060101ALI20220608BHJP
   H05K 1/03 20060101ALI20220608BHJP
【FI】
C08G59/32
C08J5/24 CFC
C08G59/00
B32B15/092
H05K1/03 610L
【請求項の数】 13
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2020139551
(22)【出願日】2020-08-20
(62)【分割の表示】P 2017514684の分割
【原出願日】2015-06-23
(65)【公開番号】P2021001337
(43)【公開日】2021-01-07
【審査請求日】2020-09-18
(31)【優先権主張番号】14/743,093
(32)【優先日】2015-06-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/051,051
(32)【優先日】2014-09-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】517006566
【氏名又は名称】イソラ・ユーエスエイ・コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】Isola USA Corp.
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100104592
【弁理士】
【氏名又は名称】森住 憲一
(74)【代理人】
【識別番号】100162710
【弁理士】
【氏名又は名称】梶田 真理奈
(72)【発明者】
【氏名】デイビッド・ベンダー
(72)【発明者】
【氏名】タルン・アムラ
【審査官】櫛引 智子
(56)【参考文献】
【文献】特開2006-131920(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2013/0266812(US,A1)
【文献】特開2007-314761(JP,A)
【文献】特開平05-295083(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08G,C08J,B32B,H05K
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つの第1の多官能性エポキシ樹脂(ただし、8官能性ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂ではない)、8官能性ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂である少なくとも1つの第2のエポキシ樹脂、第3の2官能性エポキシ樹脂および硬化剤を含むワニスであって、
前記第1の多官能性エポキシ樹脂を30~60重量部、第2のエポキシ樹脂を80~150重量部、および、前記第3の2官能性エポキシ樹脂を30~60重量部含み、かつ、
前記第1の多官能性エポキシ樹脂および前記第2のエポキシ樹脂ワニス中の重量比が1:1.8~1:の範囲であり、硬化剤が芳香族アミン硬化剤である、ワニス。
【請求項2】
それぞれエポキシ樹脂重量基準で、
20~50重量%の、少なくとも1つの第1の多官能性エポキシ樹脂(ただし、8官能性ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂ではない)、
25~60重量%の8官能性ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂である少なくとも1つの第2のエポキシ樹脂、および、
20~50重量%の第3の2官能性エポキシ樹脂および硬化剤、並びに、
芳香族アミン硬化剤を含み、
少なくとも1つの第1の多官能性エポキシ樹脂および8官能性のビスフェノールAノボラック樹脂である少なくとも1つの第2のエポキシ樹脂はワニス中に1:1.8~1:3の範囲の重量比で存在する、ワニス。
【請求項3】
芳香族アミン硬化剤は、4,4’-ジアミノジフェニルスルホンを含む、請求項1または2に記載のワニス。
【請求項4】
芳香族アミン硬化剤は、3,3’-ジアミノジフェニルスルホンを含む、請求項またはに記載のワニス。
【請求項5】
硬化剤は、ワニスの総重量基準で2.0~25重量%の範囲の量で存在する、請求項1~4のいずれかに記載のワニス。
【請求項6】
少なくとも1種の難燃剤をさらに含む、請求項1~5のいずれかに記載のワニス。
【請求項7】
少なくとも1種の難燃剤は、全重量基準で5重量%~50重量%の範囲の量でワニス中に存在する、請求項6に記載のワニス。
【請求項8】
少なくとも1種の難燃剤は、全重量基準で10重量%~30重量%の範囲の量でワニス中に存在する、請求項6に記載のワニス。
【請求項9】
少なくとも1種の難燃剤は、デカブロモジフェニルエタンである、請求項6~8のいずれかに記載のワニス。
【請求項10】
少なくとも1つの平面上に、請求項1~9のいずれかに記載のワニスを被覆した平面銅シートを含む樹脂被覆銅シート。
【請求項11】
bステージ化された請求項1~9のいずれかに記載のワニスを含むプリプレグ。
【請求項12】
280℃を超えるDMA Tgおよび20分以上のT288を有する複合体へcステージ化することのできる、請求項11に記載のプリプレグ。
【請求項13】
請求項11または12に記載のプリプレグをcステージ化した少なくとも1つの層を含むプリント回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、2014年9月16日に出願された米国仮特許出願62/051051号の優先権を主張し、その明細書は参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は、プリント回路板を製造するために使用されるラミネートおよびプリプレグを製造するために使用されるワニス組成物に関する。本発明はまた、本発明のワニス組成物から製造された積層体およびプリプレグに関する。本発明のワニス組成物は、優れた熱的及び機械的性能、特に優れた剥離強度を有するプリプレグ及び積層体を製造する。
【背景技術】
【0003】
プリント回路板積層体に関連するチップを外れることがある「パッドクレーター」として知られる積層体現象がある。パッドクレーターは、銅箔とプリント回路板のガラス繊維の最外層との間の樹脂において機械的に誘発された破壊であるが、樹脂内または樹脂-ガラス界面であってもよい。パッドはコンポーネント(通常はボールグリッドアレイ、BGA)に接続されたままで、プリント回路基板の表面に「クレーター」を残す。パッドクレーター形成は、プリント回路基板樹脂と銅との間の機械的応力の蓄積によって引き起こされると考えられている。従って、プリント回路基板に使用されるプリプレグ及び積層体が必要とされ、これは、回路基板がパッドクレーターに苦しむ傾向を低減する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
非常に高いTMA Tgを有するプリント回路板に使用される積層板およびプリプレグは、熱サイクル中に回路板に機械的応力をより少なく誘導する。機械的応力の低減は、パッドクレーターの発生を減少させる。高Tgのラミネートを製造するには、典型的には高価なワニス成分を使用する必要がある。本発明のワニス、プリプレグおよび積層体は、驚くほど高いTgを有し、作るのに経済的である。
【発明を実施するための形態】
【0005】
本発明の1つの態様は、ワニス成分特性に基づいて予想されるものを越えて積層体Tgおよび熱特性を予期せぬことに改善するエポキシ樹脂の混合物を含むプリプレグおよび積層体を製造するために使用されるワニスである。本発明の態様では、ワニス組成物は、少なくとも1つの第1エポキシ樹脂と、ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂である少なくとも1つの第2エポキシ樹脂と、少なくとも1つの第1エポキシ樹脂および少なくとも1つの第2ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂は、約1.1~約1:3の範囲の重量比で、より狭く約1:1.8~約1:2.0の重量比でワニス中に存在する。
【0006】
本発明の別の態様は、エポキシ樹脂重量を基準に約20重量%~約50重量%の多官能性エポキシ樹脂;エポキシ樹脂重量を基準に約25重量%~約60重量%の8官能性ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂;エポキシ樹脂重量を基準に約20重量%~約50重量%の2官能性エポキシ樹脂;および硬化剤を含むワニス組成物であり、前記多官能性エポキシ樹脂および前記8官能性ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂は、約1:1.8~約1:2.0の範囲の重量比でワニス中に存在する。
【0007】
本発明のさらに別の態様は、本発明の1以上のプリプレグ層を使用して製造されたプリプレグおよび/または積層体であり、プリプレグは、少なくとも1つの第1エポキシ樹脂およびビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂である少なくとも1つの第2エポキシ樹脂を含むbステージ化ワニス、および硬化剤を含み、少なくとも1つの第1エポキシ樹脂および少なくとも1つの第2ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂がワニス中に約1:1~約1:3の範囲の重量比でワニス中に存在する。
【0008】
本発明のさらに別の態様は、エポキシ樹脂重量を基準に約20重量%~約50重量%の多官能性エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂重量を基準に約25重量%~約60重量%の8官能性ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂;エポキシ樹脂重量を基準に約20重量%~約50重量%の2官能性エポキシ樹脂;および硬化剤を含み、前記多官能性エポキシ樹脂と前記8官能性ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂との重量比は、約1:1.8~約1:2.0の範囲の重量比でワニス中に存在する。
【0009】
さらなる態様において、本発明は、3種のエポキシ樹脂の組合せからなるエポキシ樹脂混合物を含むワニス組成物である。このワニス組成物は、硬化剤および任意に1以上の追加成分をさらに含み、3つのエポキシ樹脂の組み合わせは、エポキシ樹脂重量を基準に約20重量%~約50重量%の多官能性エポキシ樹脂;エポキシ樹脂重量を基準に約25重量%~約60重量%の8官能性ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂;エポキシ樹脂重量を基準に約20重量%~約50重量%の2官能性エポキシ樹脂からなり、多官能性エポキシ樹脂および8官能性ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂は、約1:1.8~約1:2.0の重量比でワニス中に存在する。
【0010】
上記の態様において、ワニスは、織物材料を含浸するために必要に応じて使用され、その後、ワニスは部分的に硬化(bステージ化)されてプリプレグを形成するか、または完全に硬化(cステージ化)されて積層体を形成する。
【0011】
驚くべきことに、本発明のワニスを使用して調製されたプリプレグおよび積層体は、280℃を超えるDMA Tgおよび20分を超えるT288を有することができる。
【0012】
本発明は、一般に、複数の成分から製造されたワニス並びに本発明のワニスを用いて製造されたプリプレグ及びラミネートに関する
【0013】
ワニス成分の量は、wt%量として以下に与えられる。しかし、重量%の量は、いくつかの異なった基準で与えられる。一般的には、特記のない限り、重量%の量は溶媒を含まないかまたは「乾燥」基準で報告される。以下のいくつかの例では、ワニス状エポキシ樹脂成分は、すべてのエポキシ樹脂成分の累積重量に基づいて重量%で報告される。これは、「エポキシ樹脂重量基準」で重量%と呼ばれる。他の例では、ワニス成分の重量パーセントは、ワニスまたはラミネートの総重量(乾燥基準)に基づいて報告され、例えば充填剤、難燃剤などを含む全てのワニス成分の重量を含むが、コア材料、例えば織りガラス、フェルトまたは粉砕繊維材料等を含まない。この重量パーセントは以下、「総積層体重量基準」で重量%と呼ばれる。
【0014】
本発明のワニスは、樹脂成分が他の成分と組み合わされて熱硬化性ワニスを形成する「コンパウンディング」プロセスによって製造される。その後、ワニスを用いてラミネートを製造する。ワニスは、織りガラス布などのコア材料にワニスを「含浸」することによって積層体を製造するために使用することができる。あるいは、ワニスを用いて銅シートを被覆して樹脂被覆銅シートまたは積層体を形成するか、またはワニスを用いてコア材料を有さない積層体シートを形成することができる。本発明のワニスから製造された積層体は、プリプレグ、すなわち部分的に硬化されたまたは「bステージ化」形態で、および完全に硬化した「cステージ化」形態で有用である。本発明のワニスを配合するのに使用される成分は、以下により詳細に議論される。他に記載がない限り、組成物成分重量パーセント範囲およびワニス成分重量パーセント範囲は、乾燥または溶剤を含まない基準で報告される。
【0015】
本発明のワニスは、異なった官能価を有するエポキシ樹脂の混合物を含み得る。用語「多官能性エポキシ」は、1分子当たり3個以上のオキシラン基、より好ましくは1分子当たり3個~約8個のオキシラン基を有するエポキシ樹脂をいう。用語「2官能性エポキシ樹脂」は、分子当たり2つのオキシラン基を有するエポキシ樹脂をいう。
【0016】
本発明のワニスは、少なくとも1種のエポキシ樹脂および少なくとも1種のビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂を含み、少なくとも1種のエポキシ樹脂および少なくとも1種のビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂は、ワニス中に約1:2.5~約1:1の範囲の重量比でワニス中に存在する。用語「ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂」は、一般に以下の式を有するエポキシ樹脂を指す:
【化1】
樹脂製造中に、樹脂に含まれる樹脂の配合にある程度の変動があり得る。例えば、上記ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂は主に8官能基を有するモノマーであるが、製造上のばらつきのために樹脂は7つの官能基、6つの官能基などを有するいくつかのモノマーを含む。さらに、モノマーのいくつかは、上記の式に示される4つの代わりに、3つまたは5つの繰り返し基を含むことができる。「主に」とは、ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂のモノマーの少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%が、上記式に示される通り4つの繰り返し基を有し、および8官能基を含むことを意味する。
【0017】
本発明の別の態様では、プリプレグおよび積層体を製造するためのワニスに使用される他のエポキシ樹脂もまた主に同じ式を有するモノマーであり、用語「主に」は上記と同じ定義を有する。
【0018】
別の実施形態において、本発明のワニスは、好ましくは多官能性エポキシである第1エポキシ樹脂、第2ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂および第3エポキシ樹脂を含む。この実施形態では、第3エポキシ樹脂は、単官能性、2官能性または多官能性であってよく、2官能性エポキシ樹脂が好ましい。すべての実施形態において、第2ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂は、単官能性、2官能性または多官能性であり得る。好ましい態様では、第2ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂は多官能性エポキシであり、好ましくは1分子当たり8個のオキシラン基を有する。
【0019】
一般に、第1エポキシ樹脂は、全てのエポキシ成分の重量に基づいて(「エポキシ樹脂重量基準」)、約20~約60重量%の範囲の量でワニス中に存在する。ワニスが第1エポキシ樹脂および第3エポキシ樹脂を含む場合、第1および第3エポキシ樹脂はそれぞれ、エポキシ樹脂重量基準で約30~約65重量%の範囲の量でワニス中に存在し、第2エポキシ樹脂、ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂は、エポキシ樹脂重量基準で約25~約60重量%の範囲の量でワニス中に存在する。ある実施形態では、第1エポキシ樹脂および第2エポキシ樹脂を配合物中で一緒に使用する場合、それらはエポキシ樹脂重量基準で約40~約75重量%の範囲の量で一緒に存在する。
【0020】
本発明の樹脂組成物はさらに、エポキシ基と反応して別個のエポキシ樹脂分子を硬化または架橋する硬化剤を含む。一実施形態では、硬化剤は芳香族アミンである。いくつかの好ましい芳香族アミン硬化剤には、4,4’DDS-4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、3,3’DDS -3,3’-ジアミノジフェニルスルホンおよびそれらの混合物が含まれる。1種以上の芳香族アミン硬化剤は、典型的には、本発明のワニス中に、フィラーを含む全積層体重量基準で約2.0~約25重量%の範囲の量で存在する。
【0021】
難燃剤
本発明の配合ワニスは、1種以上の難燃剤を含むことができる。プリント回路板を製造するために使用される複合体および積層体を製造するために使用される樹脂組成物に有用であることが知られている任意の難燃剤を使用することができる。難燃剤は、ハロゲンを含んでいてもよいし、ハロゲンフリーであってもよい。有用な難燃剤の例は、グリシジルエーテル化2官能性アルコールのハロゲン化物、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ポリビニルフェノールまたはフェノールなどのノボラック樹脂のハロゲン化物、クレオゾール、アルキルフェノール、カテコール、およびビスフェノールFのようなノボラック樹脂、3酸化アンチモン、赤リン、水酸化ジルコニウム、メタホウ酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機難燃剤、テトラフェニルホスフィン、トリクレジルジフェニルホスフェート、トリエチルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、リン酸エステル、アンモニアポリホスフェート、アンモニアシアヌレート、窒素含有リン酸塩化合物、およびハロゲン化物を含むリン酸エステル等のリン系難燃剤であるが、これらに限定されない。
【0022】
リン系難燃剤として、例えば米国特許第6,645,631号、第7,687,556号および第8,129,456号に開示されたものが挙げられ、これらの各明細書は参照によりここに組み込まれる。
【0023】
難燃剤は、樹脂組成物から製造された積層体がUL-94燃焼性試験に合格するのに十分な量で、本発明の樹脂組成物中に存在するであろう。
【0024】
1つの好ましい実施形態において、難燃剤は、固体難燃性デカブロモジフェニルエタンであり、これは以下の構造を有する:
【化2】
【0025】
デカブロモジフェニルエタンは、例えばAlbemarle Corporation(451 Florida St.、Baton Rouge、LA 70801)から市販されている。Albemarle製品は、Saytex(商標)8010として販売されている。他の有用な高臭素含有量の難燃剤は、Albemarle CorporationによってSaytex BT93Wとして販売されているエチレンビステトラブロモフタルイミドである。他の類似の有用な難燃剤としては、デカブロモジフェニルオキシドおよび臭素化ポリスチレンが挙げられる。
【0026】
難燃剤またはそれらの組み合わせは、全乾燥積層体重量基準で約5%~約50%、または約5%~約20%の範囲の量でワニス中に存在してもよい。
【0027】
イニシエータ/触媒
本発明のワニスは、典型的にはワニスが加熱されたときにワニスの架橋を促進する開始剤または触媒を含むことができる。有用な開始剤/触媒は、BF-MEAなどのルイス酸である。
【0028】
使用される開始剤の量はその用途に依存する。ワニスに使用される場合、開始剤は、総積層体重量基準で約0.5~約3.0重量%の範囲の量で存在する。
【0029】
別の実施形態では、本発明のワニスは、一般に、記載された量で以下の成分を有し、その量は総積層体重量基準での重量部で報告される。
【0030】
【表1】
【0031】
別の実施形態では、本発明のワニスは一般に、下記量で以下の成分を有し、その量は総重量基準で重量部で報告される。
【0032】
【表2】
【0033】
溶媒
適切なワニス組成物成分を可溶化するため、および/またはワニス粘度を制御するために、および/または懸濁した分散液中に成分を維持するために、典型的には、1種以上の溶剤が本発明のワニス組成物に組み込まれる。熱硬化性樹脂系と共に有用であることが当業者に知られている任意の溶媒を使用することができる。特に有用な溶媒としては、メチルエチルケトン(MEK)、トルエン、ジメチルホルムアミド(DMF)、またはそれらの混合物が挙げられる。
【0034】
使用する場合、溶媒は組成物の全重量の重量パーセントとして約20%~約50%の量でワニス中に存在する。
【0035】
任意成分
(a)フィラー
硬化樹脂の化学的および電気的特性を改善するために、本発明の樹脂組成物に1種以上の充填剤を任意に添加することができる。充填剤で変性することができる特性の例には、熱膨張係数、弾性率の増加、およびプリプレグ粘着性の低下が含まれるが、これらに限定されない。有用な充填剤の非限定的例としては、粒子状形態のTeflon(登録商標)、Rayton(登録商標)、タルク、石英、セラミックス、非晶質または結晶形態の粒子状金属酸化物、例えばシリカ、二酸化チタン、アルミナ、セリア、クレー、窒化ホウ素、ウォラストナイト、微粒子ゴム、PPO/ポリフェニレンオキシドおよびこれらの混合物が挙げられる。有用な充填剤の他の例としては、焼成粘土、溶融シリカおよびそれらの組み合わせが挙げられる。さらに、他の有用な充填剤は、シラン処理シリカおよび再分類シリカである。使用する場合、充填剤は、本発明の配合ワニス中に、組成物の固形分100重量%に対して、0重量%超え~約40重量%まで、好ましくは0重量%超え~約20重量%までの量で存在する。
【0036】
(b)強化剤
本発明の熱硬化性樹脂組成物は、1種以上の強化剤を含むことができる。強化剤を樹脂組成物に添加して、得られる複合材料および積層体の穿孔性を改善する。有用な強化剤には、メチルメタクリレート/ブタジエン/スチレンコポリマー、メタクリレートブタジエンスチレンコアシェル粒子、カルボキシル末端ブチル窒化物、アミノ末端ブチル窒化物およびそれらの混合物が含まれる。使用する場合、強化剤は、本発明の熱硬化性樹脂組成物中に、積層体の固形分100重量%に対して約1重量%~約5重量%、好ましくは約2重量%~約4重量%の量で存在する。
【0037】
(c)他の任意成分
必要に応じて、配合されたワニスは、消泡剤、レベリング剤、染料および顔料のような他の添加剤を含んでいてもよい。例えば、蛍光色素を樹脂組成物に微量に添加することにより、そこから調製された積層体が、ボードショップの光学検査装置でUV光に暴露されたときに蛍光を発するようにすることができる。有用な蛍光染料は高度に共役ジエン染料である。このような色素の一例は、2,5-チオフェンジイルビス(5-tert-ブチル-1,3-ベンゾオキサゾール)である。
【0038】
プリント回路板積層体を製造するために使用される樹脂に有用であることが当業者に知られている他の任意の成分も、本発明の樹脂組成物に含まれ得る。
【0039】
プリプレグおよび積層体
上記ワニスは、プリント回路板の製造に使用されるプリプレグおよび/または積層体の製造に有用である。プリント回路板を製造するのに有用であるためには、ラミネートを部分的に硬化またはbステージ化することができ、その状態で追加の材料シートでラミネートしてcステージ化または完全に硬化した積層体シートを形成することができる。あるいは、樹脂は、cステージ化または完全に硬化した材料シートに製造することができる。
【0040】
1つの有用な処理システムにおいて、本発明の樹脂組成物は、バッチ式または連続式のプリプレグの製造に有用である。プリプレグは、一般に、一連の駆動ロールに巻かれていない織りガラスウェブ(布)のロールなどのコア材料を使用して製造される。次に、ウェブは、本発明の熱硬化性樹脂系、溶媒および樹脂を含むタンクを通過し、ガラスウェブが樹脂で飽和するコーティング領域に通される。次いで、飽和ガラスウェブを一対の計量ロールに通し、過剰の樹脂を飽和ガラスウェブから除去した後、樹脂被覆ウェブを乾燥塔の長さにわたって選択した時間だけ移動させて溶媒をウェブから蒸発させる。プリプレグの製造が完了するまで、これらの工程を繰返すことにより、樹脂の2回目以降のコーティングをウェブに施すことができる。織りガラスウェブは、織物材料、紙、プラスチックシート、フェルト、および/またはガラス繊維粒子のような粒状材料または粒状材料で置換することができる。
【0041】
プリプレグまたは積層体材料を製造するための別の方法では、本発明の熱硬化性樹脂を周囲温度及び圧力下で混合容器中において予備混合する。予備混合の粘度は約100~500cpsであり、樹脂に溶媒を添加または除去することによって調整することができる。布地基材(典型的にはEガラスに限定されるものではない)を予備混合樹脂を含む浸漬タンクにオーブン塔を通して引っ張り、余分な溶剤を除去し、プリプレグをガラス製織物スタイル、樹脂の含有量および厚さの要件に応じて種々の構造のCu箔間で積層する。
【0042】
スロットダイまたは他の関連するコーティング技術を用いて、熱硬化性樹脂(ワニス)混合物を薄層でCu箔基材(RCC-樹脂被覆Cu)に塗布することもできる。
【0043】
上記のワニス、プリプレグおよび樹脂被覆銅箔シートを使用して、積層体をバッチまたは連続プロセスで製造することができる。本発明の積層体を製造するための例示的な連続方法では、銅、樹脂プリプレグおよび薄い布シートのそれぞれの形態の連続シートを一連の駆動ロールに連続的に巻き戻して、プリプレグシートが銅箔シートと織物シートとの間に位置するように銅箔シートに隣接する樹脂プリプレグシートを形成する。次に、ウェブを、銅箔シートと織物シートとの間に位置させるのに十分な時間、樹脂を完全に硬化させる。得られた積層体において、樹脂材料の布地への移動は、樹脂層の厚さを減少させる(上述した組み合わせ層として銅箔材料と布地シート材料との間の距離が減少してゼロに近づくにつれて、上述のコンビネーション層は、3つの層のウェブから単一の積層体シートへ変形する。この方法の別法では、単一のプリプレグ樹脂シートを布地材料層の片面に塗布し、熱および/または圧力を加えた後に2つの銅層間に挟まれた組み合わせをレイアップへ適用して樹脂材料を流動させ、布層を完全に含浸させ、両方の銅箔層を中央ラミネートに接着させる。
【0044】
さらに別の実施形態では、樹脂被覆銅シートは、2つの異なる連続的に動く銅シートに樹脂の薄い被覆を適用し、樹脂の厚さを制御するためにシートから過剰の樹脂を除去し、次に熱および/または圧力条件下で樹脂を部分的に硬化させて、bステージ化樹脂被覆銅のシートを形成する。次いで、bステージ化樹脂被覆銅のシートを積層体製造プロセスに直接使用することができる。
【0045】
さらに別の実施形態では、前処理を伴うかまたは伴わない布地材料を樹脂浴に連続的に供給し、布地材料を樹脂で含浸することができる。樹脂は、プロセスのこの段階で任意に部分的に硬化させることができる。次に、樹脂含浸布地シートの第1および/または第2の平坦な表面に1つまたは2つの銅箔層を結合させてウェブを形成し、その後熱および/または圧力を加えて樹脂を完全に硬化させる。
【実施例
【0046】
実施例1
以下の処方を有するワニスを、15~45部のジメチルホルムアミド(DMF)溶媒と組み合わせた。
【0047】
【表3】
【0048】
ワニスは、「e」ガラスの織りシートを含浸させるために使用した。しかし、「s」ガラスまたは「低Dk」「石英」織布および/または艶消しガラスクロスのようなeガラスの代替物を使用することができる。
【0049】
含浸は手動で行った。織りガラスクロスをワニス中に約5秒~約60秒の範囲の時間浸漬し、次いで溶剤を300~400°Fで動作する強制空気オーブン中で1~5分間乾燥させた。ワニスに含浸された織りガラス布をワニスから取り出し、加圧下(50~400psi)で硬化させ、350°F~450°Fで最低30分間、最大180分間保持して、完全硬化積層体を形成する。完全硬化積層体の特性を以下に報告する:
【表4】
【0050】
積層体を形成するために使用する代替ワニス配合物を以下の表3に示す。代替ワニス配合物で製造された積層体の特性は、上記のものと同様である。
【0051】
【表5】
【0052】
実施例2
以下の表4に従って、以下のワニスA~Hを調製した:
【0053】
【表6】
【0054】
表4において;SMA=スチレン無水マレイン酸;BENA=フェノールフタレインに基づくベンゾオキサジン;BENB=ビスフェノールAに基づくベンゾオキサジン;DDS=4,4’-ジアミノジフェニルスルホン;DER=DER383 2官能性エポキシ樹脂;XZ9=XZ92757-8官能性グリシジルエーテルエポキシ樹脂。
【0055】
上記ワニスA~Hの成分を溶媒DMFおよびルイス酸(BF-MEA)と組み合わせて熱硬化性ワニスを形成した。各ワニスは、「e」ガラスの織りシートを含浸させるために用いた。含浸は手動で行った。織りガラスクロスをワニス中に約5秒~約60秒の範囲の時間浸漬し、次いで溶剤を300~400°Fで動作する強制空気オーブン中で1~5分間乾燥させた。ワニス含浸織りガラス布をワニスから取り出し、加圧下(50~400psi)で硬化させ、350°F~450°Fで最低30分間、最大180分間保持して、完全硬化積層体を形成する。
【0056】
以下の表5は、各ニスを用いて作製した積層体のいくつかの物理的特性を比較する。
【0057】
【表7】
【0058】
表5において、DMA=Tgの動的機械分析。
T288=288℃で剥離する時間。
T260=260℃で剥離するまでの時間
TMA=熱機械分析。
DSC=示差走査熱量測定。
【0059】
ワニスA~Hで作製した積層体の物理的特性を以下の表6に並べて比較する。
【0060】
【表8】
【0061】
表6に報告されているcステージ化積層物の物理的性質の結果は、ビスフェノールAノボラック成分の2官能性および/または多官能性エポキシ樹脂成分とグリシジルエーテルとの予想外の重量の組み合わせが存在し、予期しないほど高いTg(DMA TgおよびDSC Tg)、良好なT288時間(層間剥離までの時間)およびTMA結果を有する積層体を生成する。積層体温度が積層体Tgに近づくにつれて積層体の膨張が加速するので、Tgの結果は重要である。したがって、積層体Tgが高ければ高いほど、積層体は、プリント回路基板の電気部品および接続部に損傷を与える可能性のある望ましくない膨張を示さずに耐えることができる。これらの好ましい結果の1以上は、ワニス中のいずれかのエポキシ成分の量が0部に近づくにつれて、表6に従って低下する傾向がある。
【0062】
特定の実施形態の前述の説明は、本開示の一般的な性質を明らかにするであろうし、現在の知識を適用することによって、そのような特定の実施形態を様々な用途に容易に変更および/または適合させることができる。開示された実施形態の均等物の意味および範囲内で理解されることを意図している。本明細書の表現または用語は、説明の目的であり、限定するものではないことを理解されたい。
本明細書の当初の開示は、少なくとも下記の態様を包含する。
[1]少なくとも1つの第1エポキシ樹脂、およびビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂である少なくとも1つの第2エポキシ樹脂、および硬化剤を含むワニス組成物であって、少なくとも1つの第1エポキシ樹脂および少なくとも1つの第2ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂はワニス中に約1:1~約1:3の範囲の重量比で存在する、ワニス組成物。
[2]少なくとも1つの第1エポキシ樹脂および少なくとも1つの第2ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂は、約1:1.8~約1:2.0の範囲の重量比でワニス中に存在する、前記[1]に記載のワニス。
[3]ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂は、2官能性エポキシ樹脂または多官能性エポキシ樹脂である、前記[1]に記載のワニス。
[4]ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂は、8官能性エポキシ樹脂である、前記[3]に記載のワニス。
[5]ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂は以下の式を有する、前記[1]に記載のワニス。
[6]少なくとも1つの第1エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂重量基準で約20~約60重量%の範囲の量でワニス中に存在する、前記[1]に記載のワニス。
[7]少なくとも1つの第1エポキシ樹脂および少なくとも1つの第2ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂はそれぞれ樹脂重量基準で約25~約60重量%の範囲の量でワニス中に存在する、前記[1]に記載のワニス。
[8]樹脂重量基準で約20重量%~約50重量%の範囲の量で第3エポキシ樹脂を含む、前記[1]に記載のワニス。
[9]第3エポキシ樹脂は2官能性エポキシ樹脂である、前記[8]に記載のワニス。
[10]硬化剤をさらに含む、前記[1]に記載のワニス。
[11]硬化剤は芳香族アミンである、前記[10]に記載のワニス。
[12]芳香族アミン硬化剤は、4,4’-ジアミノジフェニルスルホンである、前記[11]に記載のワニス。
[13]硬化剤は、総積層重量基準で約2.0~約25重量%の範囲の量で存在する、前記[10]に記載のワニス。
[14]少なくとも1種の難燃剤をさらに含む、前記[1]に記載のワニス。
[15]少なくとも1種の難燃剤は、全積層体重量基準で約5重量%~約50重量%の範囲の量でワニス中に存在する、前記[14]に記載のワニス。
[16]少なくとも1種の難燃剤は、全積層体重量基準で約10重量%~約30重量%の範囲の量でワニス中に存在する、前記[14]に記載のワニス。
[17]少なくとも1種の難燃剤は、デカブロモジフェニルエタンである、前記[14]に記載のワニス。
[18]エポキシ樹脂重量基準で約20重量%~約50重量%の多官能性エポキシ樹脂;
エポキシ樹脂重量基準で約25重量%~約60重量%の8官能性ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂;
エポキシ樹脂重量基準で約20重量%~約50重量%の2官能性エポキシ樹脂;および
硬化剤
を含み、多官能性エポキシ樹脂および8官能性ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂はワニス中に約1:1.8~約1:2.0の重量比で存在する、ワニス組成物。
[19]少なくとも1つの平面上に前記[1]に記載のワニスを塗布した平面銅シートを含む樹脂被覆銅シート。
[20]少なくとも1つの第1エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂である少なくとも1つの第2エポキシ樹脂および硬化剤を含むbステージ化ワニスを含み、少なくとも1つの第1エポキシ樹脂および少なくとも1つの第2ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂は、約2:1~約1:3の範囲の重量比でワニス中に存在する、プリプレグ。
[21]少なくとも1つの第1エポキシ樹脂および少なくとも1つの第2ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂は、約1:1.8~約1:2.0の範囲の重量比でワニス中に存在する、[20]に記載のプリプレグ。
[22]少なくとも1つの第2ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂は、以下の式を有する、[20]に記載のプリプレグ。
[23]ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂は、2官能性エポキシ樹脂または多官能性エポキシ樹脂である、前記[20]に記載のプリプレグ。
[24]ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂は8官能性エポキシ樹脂である、前記[23]に記載のプリプレグ。
[25]少なくとも1つの第1エポキシ樹脂が多官能性エポキシ樹脂である、前記[20]に記載のプリプレグ。
[26]少なくとも1つの第1エポキシ樹脂はワニス中にエポキシ樹脂重量基準で約20~約60重量%の範囲の量で含まれる、前記[20]に記載のプリプレグ。
[27]少なくとも1つの第1エポキシ樹脂および少なくとも1つの第2ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂は、それぞれ樹脂重量基準で約25~約60重量%の範囲の量でワニス中に存在する、前記[20]に記載のプリプレグ。
[28]樹脂重量基準で約20重量%~約50重量%の範囲の量で第3エポキシ樹脂を含む、前記[20]に記載のプリプレグ。
[29]第3エポキシ樹脂は、2官能性エポキシ樹脂である、前記[28]に記載のプリプレグ。
[30]ワニスは硬化剤を含む、前記[20]に記載のプリプレグ。
[31]硬化剤は芳香族アミンである、前記[30]に記載のプリプレグ。
[32]芳香族アミン硬化剤は4,4’-ジアミノフェニルスルホンである、前記[31]に記載のプリプレグ。
[33]硬化剤は、全積層体重量基準で約2.0~約25重量%の範囲の量でワニス中に存在する、前記[31]に記載のプリプレグ。
[34]少なくとも1つの難燃剤をさらに含む、前記[20]に記載のプリプレグ。
[35]少なくとも1つの難燃剤は、ワニス中に全積層体重量基準で約5重量%~約50重量%の範囲の量で存在する、前記[34]に記載のプリプレグ。
[36]少なくとも1種の難燃剤が、全ラミネート重量基準で約10重量%~約30重量%の範囲の量で前記ワニス中に存在する、前記[34]に記載のプリプレグ。
[37]少なくとも1種の難燃剤がデカブロモジフェニルエタンである、前記[34]に記載のプリプレグ。
[38]エポキシ樹脂重量基準で約20重量%~約50重量%の多官能性エポキシ樹脂;
エポキシ樹脂重量基準で約25重量%~約60重量%の8官能性ビスフェノールAノボラックエポキシ樹脂;
2官能性エポキシ樹脂のエポキシ樹脂重量基準で約20重量%~約50重量%;および
硬化剤
を含むbステージ化ワニス組成物を含むプリプレグであって、多官能性エポキシ樹脂および8官能性ビスフェノール-Aノボラックエポキシ樹脂はワニス中に約1:1.8~約1:2.0の重量比で存在する、プリプレグ。
[39]cステージ化されたときに280℃を超えるDMA Tgおよび20分を超えるT288時間を有する、前記[38]に記載のプリプレグ。
[40]前記[20]に記載のcステージ化プリプレグである少なくとも1つの層を含むプリント回路基板。