專利名稱：介電材料組合物及電路基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
近年來(lái)，高頻基板材料技術(shù)得到廣泛研究，具有低介電常數(shù)(low-k)與低系數(shù)的 介電損耗因子(dielectric dissipation factor)性質(zhì)的材料已逐步進(jìn)入產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用階 段。早期高頻基板材料都以聚氧化二甲苯樹脂(PPE)及環(huán)氧樹脂改性為主，例如美國(guó)專利 5043367，或是像美國(guó)專利5218030直接改性PPE上的官能團(tuán)使其成為熱固性的APPE樹脂。 但以上改性后的樹脂的介電常數(shù)與介電損耗因子仍太高，皆無(wú)法使用于RF通訊設(shè)備上。因 而高頻基板的主流仍以PTFE材料為主。但PTFE加工性極差且單價(jià)高，因此近幾年也有些 廠商利用聚丁二烯(Polybutadiene，PB)優(yōu)異的電器性質(zhì)開發(fā)出介電常數(shù)較低的產(chǎn)品。美 國(guó)專利52235685披露了一種電路載板熱固性組成，利用交聯(lián)聚合得到的丁二烯或異戊二 烯固體聚合物(重均分子量少于5000)作為基板材料。該材料需要高溫固化(熱壓溫度> 2500C )。由于傳統(tǒng)電路基板壓合設(shè)備的溫度一般小于230°C，上述組成因高溫固化的限制 而無(wú)法有效量產(chǎn)，且250°C高溫工序易裂解小分子添加劑，造成基板熱穩(wěn)定性變差。美國(guó)專利6048807中披露10 75vol %重均分子量小于5000的聚丁二烯或聚異 戊二烯樹脂，及含丁二烯單體的不飽和二嵌段(di-block)共聚物；并添加少于14ν01%的 乙烯-丙烯(ethylene propylene)的液態(tài)橡膠使樹脂交聯(lián)。但其壓合溫度(300°C )還是 很高，也可能裂解樹脂添加劑如阻燃劑等。美國(guó)專利6071836添加較高填充量的無(wú)機(jī)粉體，所以相對(duì)做成的銅箔層壓板 (CCL)接著也較差。此外，大量添加無(wú)機(jī)粉體使后半段印刷電路板(PCB)的鉆孔加工相對(duì) 困難。聚丁二烯樹脂含浸玻璃纖維做成的預(yù)浸材料為半固化狀態(tài)(B-Stage)，其粘度非常 高。雖然可以靠溶劑來(lái)降低粘度，但相對(duì)的固含量也跟著下降，會(huì)直接影響到膠片的樹脂含 浸量，間接使銅箔粘接性較差。文獻(xiàn)雖提出解決這些問題的方針，其組成中使用大量的高分 子量聚丁二烯以消除B-stage的粘度外，還使用少量的低分子量改性聚丁二烯。上述組成 可幫助銅箔在接合及壓合期間保持流動(dòng)性。US4784917中也有以聚丁二烯為主樹脂的基板 材料，其中加入高分子量的含溴聚對(duì)羥基苯乙烯的預(yù)聚物，以降低聚丁二烯膠片粘度。由現(xiàn) 有技術(shù)可知利用聚丁二烯樹脂改性其它樹脂，或是以其它樹脂改性聚丁二烯都將面臨電氣 特性、耐化性、耐熱性、及機(jī)械特性等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種介電材料組合物，包括(a) 1至90重量份的聚丁二烯，其支鏈具有 順丁烯二酸酐，其末端具有羧基、羥基、或環(huán)氧基，且其重均分子量介于1200至15000之間； (b) 5至90重量份的斷鏈重排的聚苯醚，其重均分子量介于2000至8000之間；(c) 1至30 重量份的雙馬來(lái)酰亞胺；以及(d) 1至30重量份的環(huán)氧樹脂。本發(fā)明提供一種電路基板，包括基板；以及介電層，位于基板上，其中的介電層包含上述的介電材料組合物。發(fā)明的
具體實(shí)施例方式本發(fā)明鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種配方以改善介電材料特性，如電氣 特性、耐化性、耐熱性、及機(jī)械特性。更進(jìn)一步而言，本發(fā)明的介電材料組合物具有較理想的 介電常數(shù)、介電損耗因子、耐熱性、熱膨脹系數(shù)、粘接強(qiáng)度、樹脂粘度、及樹脂加工性。下述為 聚丁二烯樹脂改性聚苯醚樹脂的基板材料組成及其制作方法。本發(fā)明的介電材料組合物含有(a) 1至90重量份的聚丁二烯，其支鏈具有順丁烯 二酸酐，其末端具有羧基、羥基、或環(huán)氧基，且其重均分子量介于1200至15000之間；(b) 5 至90重量份的斷鏈重排的聚苯醚，其重均分子量介于2000至8000之間；(c) 1至30重量 份的雙馬來(lái)酰亞胺；以及(d) 1至30重量份的環(huán)氧樹脂。上述環(huán)氧樹脂包括雙酚A類環(huán)氧樹脂、環(huán)狀脂肪族環(huán)氧樹脂、含苯環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯 環(huán)氧樹脂、及酚醛環(huán)氧樹脂等常見的環(huán)氧樹脂，其作用在于提高樹脂交聯(lián)密度及粘接強(qiáng)度。上述斷鏈重排的聚苯醚的制法可參考US 6，780，943，主要由含酚基的化合物如酚 醛樹脂或雙環(huán)戊二烯(dicyclopentadiene)結(jié)構(gòu)類酚樹脂作為高分子量的聚苯醚的斷鏈 劑，使高分子量的聚苯醚斷鏈后，重排形成分子量較低但立體分子結(jié)構(gòu)較高的聚苯醚。斷鏈 重排的聚苯醚具有羥基或環(huán)氧基以與組合物中的環(huán)氧樹脂及聚丁二烯進(jìn)行反應(yīng)。斷鏈重排 的聚苯醚的重均分子量介于2000至8000之間，若其重均分子量高于上述范圍，則耐熱性較 差；若重均分子量低于上述范圍，則介電常數(shù)會(huì)較高。以1至30重量份的環(huán)氧樹脂為基準(zhǔn)， 斷鏈重排的聚苯醚的用量介于5至90重量份，若斷鏈重排的聚苯醚用量超出此范圍，則熱 穩(wěn)定性會(huì)較差。若斷鏈重排的聚苯醚用量低于此范圍，則樹脂交聯(lián)密度會(huì)下降。本發(fā)明采 用側(cè)鏈及末端含有可與聚苯醚反應(yīng)的官能團(tuán)的聚丁二烯，上述具特定官能團(tuán)的聚丁二烯的 末端可具有羧基、輕基、或環(huán)氧基，如sartomer公司產(chǎn)品Polybd Hydroxyl_terminatedpo lybutadiene>Ricon Maleinized Polybutadiene, struktol ^wJzfeBnn N4-5000-10MA
并以上述具特定官能團(tuán)的聚丁二烯改性斷裂重排的聚苯醚樹脂。以1至30重量份的環(huán)氧 樹脂為基準(zhǔn)，聚丁二烯的用量介于1至90重量份，若聚丁二烯用量超出此范圍，則樹脂交聯(lián) 密度降低。若聚丁二烯用量低于此范圍，則樹脂熱穩(wěn)定性不良。此外，本發(fā)明還以雙馬來(lái)酰亞胺(BMI)提高聚丁二烯與聚苯醚的交聯(lián)密度， 生成具有優(yōu)異電氣性質(zhì)及耐熱性極優(yōu)異的基板材料組成。上述BMI的結(jié)構(gòu)如式1或 式2所示，其中，札為芳香族基團(tuán)、脂肪族基團(tuán)、環(huán)狀脂肪族基團(tuán)、或含硅烷的脂肪族 基團(tuán)。如 4，4' -Diphenylmethane bismaleimide (二苯基甲烷 _4，4 ‘-雙馬來(lái)酰亞 胺)、m-phenylene bismaleimide (間苯撐雙馬來(lái)酰亞胺)、bis-(3-ethyl-5-methyl -4-maleimid印henyl)methane (雙(3-乙基-5-甲基-4-馬來(lái)酰亞氨基苯基))、2， 2’ -bis-[4-(4-maleimidephenoxy)phenyl]propane (2, 2'-雙5； lit M M S 苯氧基)苯基]丙燒)、3，3' -dimethyl-5,5 ‘ -diethyl-4,4 ‘ -diphenylmethane bismaleimide (3，3 ‘ - 二甲基-5，5' - 二乙基-4，4' -二苯基甲烷-雙馬來(lái)酰亞 胺)、4-methyl-l，3-phenylenebismaleimidd4-甲基 _1，3-苯 二馬來(lái)酰亞胺)、1， 6 ‘ -bismaleimide-(2, 2,4-trimethyl)hexane (1,6 ‘-雙馬來(lái)酰亞胺-O，2，4-三 甲基)己烷)、4，4 ‘ -diphenylether bismaleimide (4，4 ‘ -二苯醚雙馬來(lái)酰亞 胺)、4，4' -diphenylsulfone bismaleimide (4,4 ‘ - 二苯砜-雙馬來(lái)酰亞胺)、1，3-bis (3-maleimidophenoxy) benzene (1,3- (3_ 馬來(lái)酰亞氨基苯氧基)苯)或 1， 3-bis0-maleimidophenoxy)benzene(l，3-雙 馬來(lái)酰亞氨基苯氧基)苯)。
權(quán)利要求
1.一種介電材料組合物，包括(a)1至90重量份的聚丁二烯，其支鏈具有順丁烯二酸酐，其末端具有羧基、羥基或環(huán) 氧基，且其重均分子量為1200 15000 ；(b)5至90重量份的斷鏈重排的聚苯醚，其重均分子量為2000 8000；(c)1至30重量份的雙馬來(lái)酰亞胺；以及(d)l至30重量份的環(huán)氧樹脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電材料組合物，其中，該雙馬來(lái)酰亞胺的結(jié)構(gòu)如下
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電材料組合物，其中，該環(huán)氧樹脂包括雙酚A型環(huán)氧樹脂、 環(huán)狀脂肪族環(huán)氧樹脂、含苯環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯環(huán)氧樹脂、及酚醛環(huán)氧樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電材料組合物，還包括5至90重量份的苯醚低聚物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介電材料組合物，還包括1至20重量份的阻燃劑和/或絕緣 粉體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的介電材料組合物，其中，該阻燃劑包括含溴或含磷阻燃劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的介電材料組合物，其中，該絕緣粉體包括氫氧化鋁、氧化鋁、 氧氧化鎂、氧化錳、氧化硅、聚酰亞胺、或上述的組合。
8.一種電路基板，包括 基板；以及介電層，位于該基板上，其中，該介電層包含權(quán)利要求1所述的介電材料組合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路基板，包括印刷電路板、IC載板、或高頻基板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種介電材料組合物，包括(a)1至90重量份的聚丁二烯，其支鏈具有順丁烯二酸酐，其末端具有羧基、羥基、或環(huán)氧基，且其重均分子量介于1200至15000之間；(b)5至90重量份的斷鏈重排的聚苯醚，其重均分子量介于2000至8000之間；(c)1至30重量份的雙馬來(lái)酰亞胺；以及(d)1至30重量份的環(huán)氧樹脂。上述具有優(yōu)異電氣特性的聚丁二烯可改性聚苯醚，并利用雙馬來(lái)酰亞胺提高樹脂交聯(lián)密度，大幅提高耐熱性及Tg，此外，藉由不同比例的PB/PPE/BMI可形成半互穿結(jié)構(gòu)，可得到具有更高Tg、低介電常數(shù)、低損耗因子，且耐溶劑性與耐熱性皆優(yōu)良的介電材料。
文檔編號(hào)C08K5/3415GK102115569SQ200910266098
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者劉淑芬, 陳孟暉 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院