CN1226580A - 高光学对比度树脂组合物以及用它们制备的电子组件 - Google Patents
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Abstract
一种用于制备适用于印刷电路板中的高光学对比度和紫外线荧光介电材料的组合物,该组合物进而可以形成电子组件的一部分。该组合物含有一种树脂,一种着色剂和一种荧光剂。介电材料还包含一种与该组合物组合的增强材料,对于电子组件来说,该介电材料形成至少一层,并结合有至少一个导体层。
Description
本发明涉及例如可用于印刷电路板的介电层中的高光学对比度和UV荧光组合物,所述电路板进而形成电子组件的一部分。
在电子器件如计算机的生产中,印刷电路板被广泛地使用,以支持分立电子元件并提供各元件间的电路。由于印刷电路板的引入,商用电子计算机已变得越来越强大,同时它们的几何尺寸已由房间大小减小为笔记本大小。由于其尺寸的减小,以及由于更强大的逻辑计算所需的连接数目的增加,用于其中的印刷电路板已变得越来越密集和复杂。今天的印刷电路板可以非常非常密集,几何尺寸非常小并且有许多层。
典型地,印刷电路板有至少一个中心芯层,典型的是介电层,例如玻璃纤维和热固性树脂如环氧树脂的复合物,所述芯层的至少一个表面上施有一层导电材料,如铜。导电材料层被蚀刻或以其它方式加工,以提供预定几何形状的电路。然后多个这样的芯层被层压在一起,以形成具有夹在介电层间的金属电路的多层结构(印刷电路板)。
今天广泛使用的介电材料含有浸渍在玻璃或玻璃纤维增强材料上的环氧树脂组合物。在这些电路板内的介电层具有环氧树脂的颜色,典型地为白色或黄色。具有介电表面并具有白颜色或黄颜色层的印刷电路板,当与电路比较时,仅有较低的光学对比度,这使得自动化的光学组装挑拣和放置操作(这里各元件被安插上并最终连接为电路)非常困难。
此外,由这些介电层制得的印刷电路板很可能需要检验,而介电材料和印刷电路板任一层上的电路之间的低光学对比度也使得这种检验困难并且低效。例如在印刷电路板上,邻近于低光学对比度介电材料的电路缺陷难于进行光学检验,并使得检验的过程非常耗时。
由于高导电性的金属用于使印刷电路板成为环路,所以检测这些电路缺陷的电气技术也不是十分有效。若没有非常先进的技术,那么检测在有很小缺陷的高导电性金属电路中的电流改变是非常困难的。
为解决上述及相关问题,已发展了一种改进的制备介电层的组合物。据信,这一组合物及所得的电子组件将给本领域带来显著的进步。
据此,本发明的目的是提供一种新颖独特的组合物,该组合物进而可以形成电子组件的介电层的一部分。
本发明的另一目的是提供一种这一组合物的制备方法。
本发明的再一目的是提供一种包括增强材料、树脂、着色剂和荧光剂的介电层的电子组件,该介电层具有增强的紫外(UV)线荧光特性和提高的光学对比度,例如当用于印刷电路板中时,它们可使介电层的检验更高效更精确。
本发明适用于大规模生产,可提高整个产品的质量并降低生产这类产品的成本。
按照本发明的教导,提供了一种新的用于环路基片(例如印刷电路板或芯片载体)生产的组合物,该环路基片可用作电子组件的一部分。在一实施方案中,该组合物含有一种树脂材料,一种着色剂和一种荧光剂。现已发现,当该组合物用于印刷电路板的生产时,可使印刷电路板的介电层具有紫外线吸收荧光特性。结果,当用紫外线照射印刷电路板时,可以更容易、有效和精确地检验印刷电路板(不具有紫外线荧光特性)上的金属导体图形。本发明的一个应用可由如下比较显示,即比较由用本发明的组合物生产的印刷电路板的有缺陷的电路图形产生的紫外线荧光谱图和由同样用本发明的组合物生产的印刷电路板的无缺陷的电路图形产生的紫外线荧光谱图。此外,例如那些在电路板上挑拣放置元件时所需的装配过程对于有效的光学设备功能来说需要高光学对比度表面。现已发现,用本发明的组合物生产的印刷电路板或芯片载体可提供带有颜色并具有高光学对比度表面的层压物,高光学对比度表面提高了装配设备的挑拣和放置能力。本发明的树脂材料选自环氧、氰酸酯或双马来酰亚胺树脂,或其混合物。用于本发明的环氧树脂的例子包括环氧聚合物树脂如环氧化的酚醛清漆聚合物,和由卤代环氧链烷烃聚合物而来的聚环氧化物,卤代环氧链烷烃聚合物是由单核和多核二羟基和卤代二羟基酚得来的。也可以使用环氧化物的混合物。其它适宜且可使用的含有环氧乙烷环的环氧化物的例子是公知的并公开于E.W.Flick的“环氧树脂,固化剂,配料及改性剂”,Noyes Publications,ParkRidge,N.J.(1987);Lee和Neville的“环氧树脂”,McGraw-Hill,(1967)以及U.S.P.4680341。
环氧化的酚醛清漆聚合物可以商品获得,并可以公知的方法通过未交联的酚醛与卤代环氧链烷烃的反应制备。酚可以是单核或多核酚。单核酚的例子具有下述通式:其中X,Y和R独立地选自氢,或含有1~9个碳原子的氢烷基(hydrogen alkyl),含有6~14个碳原子的芳基和卤素。在酚羟基的邻或对位具有两个可与醛缩合以提供适于制备环氧酚醛清漆的聚合物的位置的烃取代酚包括邻-和对-甲酚,邻-和对-异丙基苯酚,邻-和对-叔丁基苯酚,邻-和对-仲丁基苯酚,邻-和对-戊基苯酚,邻-和对-辛基苯酚,邻-和对-壬基苯酚,2,5-二甲基苯酚,3,4-苯酚,2,5-二乙基苯酚,3,4-二乙基苯酚,2,5-二异丙基苯酚,邻-和对-苄基苯酚,邻-和对-苯基苯酚,邻-和对-甲苯基苯酚,邻-和对-二甲苯基苯酚,邻-和对-环己基苯酚以及邻-和对-环戊基苯酚。
可用于制备适合环氧酚醛清漆制备的酚醛树脂的各种氯取代酚包括邻-和对-氯苯酚,2,5-二氯苯酚,2,3-二氯苯酚,3,4-二氯苯酚,2-氯-3-甲基苯酚,2-氯-5-甲基苯酚,3-氯-2-甲基苯酚,5-氯-2-甲基苯酚,3-氯-4-甲基苯酚,4-氯-3-甲基苯酚,4-氯-3-乙基苯酚,4-氯-3-异丙基苯酚,3-氯-4-苯基苯酚,3-氯-4-氯苯基苯酚,3,5-二氯-4-甲基苯酚,3,5-二氯-2-甲基苯酚,2,3-二氯-5-甲基苯酚,2,5-二氯-3-甲基苯酚,3-氯-4,5-二甲基苯酚,4-氯-3,5-二甲基苯酚,2-氯-3,5-二甲基苯酚,5-氯-2,3-二甲基苯酚,5-氯-3,5-二甲基苯酚,2,3,5-三氯苯酚,3,4,5-三氯苯酚。
在酚羟基的邻或对位具有多于两个可与醛缩合的位置并且也可通过受控的醛缩合使用的典型酚为:苯酚,间甲酚,3,5-二甲苯酚,间乙基和间异丙基苯酚,间,间′-二乙基和二异丙基苯酚,间丁基苯酚,间戊基苯酚,间辛基苯酚,间壬基苯酚,间苯二酚,5-甲基间苯二酚,5-乙基间苯二酚。
作为缩合剂,可使用任何醛或酮,它们将与所使用的特定的酚缩合,这些缩合剂包括甲醛,乙醛,丙醛,丁醛,庚醛,环己酮,甲基环己酮,环戊酮,苯甲醛,以及烷基取代的苯甲醛,如甲苯甲醛,萘甲醛,糠醛,乙二醛,丙烯醛,或可形成醛类的化合物,如多聚甲醛和六亚甲基四胺。这些醛类也可以溶液的形式使用,例如商品可得的***。优选的醛为甲醛。多核二羟基酚的例子是具有下述通式的那些:其中Ar为芳烃,如亚萘基和优选亚苯基;A和A1可以相同或不同,为烷基,优选1~4个碳原子的烷基,卤原子,即氟、氯、溴和碘原子,或烷氧基,优选1~4个碳原子的烷氧基;x和y为0至最大值对应于可被取代基取代的芳基(Ar)上的氢原子数目的整数,R为如在二羟基联苯中的相邻碳原子间的键,或为一个二价基团,包括例如:以及二价烃基,如烷撑,烷叉,环脂族烃基如环烷撑,环烷叉,卤代的、烷氧基或芳氧基取代的烷撑,烷叉和环脂族基团,以及亚烷芳基和包括卤代的、烷基、烷氧基或芳氧基取代的芳族基团在内的芳族基团,和稠合到Ar基团上的环,或者R也可以为多烷氧基,多甲硅烷氧基,或被芳环、叔氨基、醚键、羰基或如亚砜等的含硫基团分隔的两个或多个亚烷基。
其中特定的二羟基多核酚的例子包括双(羟苯基)链烷烃如2,2′-双(4-羟苯基)丙烷,2,4′-二羟基二苯甲烷,双(2-羟基)苯甲烷,双(4-羟苯基)甲烷,双(4-羟基-2,6-二甲基-3-甲氧基苯基)甲烷,1,1′-双(4-羟苯基)乙烷,1,2′-双(4-羟苯基)乙烷,1,1′-双(4-羟基-2-氯苯基)乙烷,1,1′-双(3-甲基-4-羟苯基)乙烷,1,3′-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷,2,2′-双(3-苯基-4-羟苯基)丙烷,2,2′-双(3-异丙基-4-羟苯基)丙烷,2,2′-双(2-异丙基-4-羟苯基)戊烷,2,2′-双(4-羟苯基)庚烷,双(4-羟苯基)苯甲烷,双(4-羟苯基)环己基甲烷,1,2′-双(4-羟苯基)-1,2′-双(苯基)丙烷,和2,2′-双(4-羟苯基)-1-苯基丙烷;二羟苯基砜,如双(4-羟苯基)砜,5′-氯-2,4′-二羟基二苯基砜,和5′-氯-4,4′-二羟基二苯基砜;二羟苯基醚,如双(4-羟苯基)醚,4,2′-,2,2′-,2,3′-二羟基二苯基醚,4,4′-二羟基-2,6-二甲基二苯基醚,双(4-羟基-3-异丁基苯基)醚,双(4-羟基-3-异丙基苯基)醚,双(4-羟基-3-氯苯基)醚,双(4-羟基-3-氟苯基)醚,双(4-羟基-3-溴苯基)醚,双(4-羟基萘基)醚,双(4-羟基-3-氯萘基)醚,4,4′-二羟基-2,6-二甲氧基二苯基醚,和4,4′-二羟基-2,5-二乙氧基二苯基醚。
优选的二羟基多核酚由下述通式表示:其中A和A1如前所定义,x和y具有0~4的值(包括端值),R为二价饱和脂族烃基,特别是具有1~3个碳原子的烷撑和烷叉基团,以及具有至多为10个碳原子的亚环烷基。最优选的二羟基酚为双酚A,即2,2′-双(对-羟苯基)丙烷。
卤代的环氧聚合物为公知和商品可得的。它们可以通过溴代双酚如四溴代双酚A和卤代环氧链烷烃反应得到。卤代环氧链烷烃可由下述通式表示:其中X为卤原子(例如氯、溴等),p为1~8的整数,每一R分别表示氢或至多7个碳原子的烷基,并且在任一环氧烷基中的碳原子总数不超过10。优选的卤代环氧链烷烃为环氧氯丙烷。当然若需要的话,也可以使用任何上述聚环氧化物的混合物。
尽管缩水甘油醚,如衍生自环氧氧丙烷的那些,在本发明中是特别优选的,含有更多数目碳原子的环氧烷氧基团的环氧聚合物也同样适用。它们可以通过用下述物质代替环氧氯丙烷而制备,这些物质为单羟基环氧链烷烃的代表性的相应氯化物或溴化物如1-氯-2,3-环氧丁烷,1-氯-3,4-环氧丁烷,2-氯-3,4-环氧丁烷,1-氯-2-甲基-2,3-环氧丙烷,1-溴-2,3-环氧戊烷,2-氯甲基-1,2-环氧丁烷,1-溴-4-甲基-3,4-环氧戊烷,1-溴-4-乙基-2,3-环氧戊烷,4-氯-2-甲基-2,3-环氧戊烷,1-氯-2,3-环氧辛烷,1-氯-2-甲基-2,3-环氧辛烷,或1-氯-2,3-环氧癸烷。
尽管可以使用多于上述碳原子数目的卤代环氧链烷烃,但通常使用碳原子数目大于10的那些没有任何益处。
典型的适用于本发明的商品可得的环氧化酚醛清漆聚合物为由Ciba Corporation获得的ECN1235,ECN1278,ECN1280和ECN1299;由Shell Chemical Corporation获得的Epon1031,Epon SU-3,Epon SU-8和Epon160;以及由Dow Corporation获得的DEN431,DEN438和DEN485。
典型的适用于本发明的商品可得的二缩水甘油醚聚环氧化物为:由Ciba Corp获得的Araldite GY6008和Araldite GY6010;由ShellChemical Corporation获得的Epon826,Epon828,Epon830和Epon834;以及由Dow Corporation获得的DER331,DER332,和DER334。
典型的适用于本发明的商品可得的溴化环氧树脂包括由CibaCorporation获得的Araldite LZ9302,Araldite LZ8001,AralditeLT8049和Araldite AER8018,以及由Shell Chemical Corporation获得的Epon1163和Epon1183。
此外,也可以使用上述类型的卤代环氧链烷烃和上述类型的多核二羟基酚的聚环氧化物。优选的这类聚环氧化物为环氧氯丙烷和双酚A如2,2′-双(对-羟苯基)丙烷的聚环氧化物。
用于本发明的氰酸酯树脂的例子包括通式为R-(O-C≡N)m的多官能氰酸酯单体,其中m=2~5,R为芳族有机基团,氰酸酯基连于芳族有机基团的芳环上。可用于本发明组合物中的各种氰酸酯的进一步详细说明将描述于本文中。
氰酸酯可以是单体形式,或优选为聚合物形式,包括齐聚物,并可由含有下述基团的那些物质表示:其中A独立地表示一单键,-S-,-S-S-,-SO-,-SO2-,-CO-,-CO2-,-O-,-C(CH3)2-;杂原子如O、S和N取代的二价亚烷基;被杂原子如O、S和N在链中分隔的二价亚烷基;以及二价环状亚烷基。
每一R分别选自含有1~9个碳原子的氢烷基,含有6~14个碳原子的芳基,含有6~14个碳原子的烷芳基,以及卤素。每一n分别为0~4的整数。
可用于本发明的特定的氰酸酯为公知并可获得的,包括公开于U.S.P.4195132,3681292,4740584,4745215,4477629和4546131中的那些,它们的公开内容这里被引为参考。适宜的氰酸酯的某些例子为4,4′-二氰氧基联苯,2,2′-二氰氧基联苯,3,3′,5,5′-四甲基-4,4′-二氰氧基联苯,3,3′,5,5′-四氯-4,4′-二氰氧基联苯,3,3′,5,5′-四氯-2,2′-二氰氧基联苯,2,2′,5,5′-四氯-4,4′-二氰氧基联苯,4,4′-双[(3-氰氧基)苯氧基]联苯,4,4′-双[(4-氰氧基)苯氧基]联苯,2,2′-二氰氧基-1,1′-联萘,4,4′-二氰氧基二苯醚,3,3′,5,5′-四甲基-4,4′-二氰氧基二苯醚,3,3′,5,5′-四氯-4,4′-二氰氧基二苯醚,4,4′-双[对-氰氧基苯氧基]二苯醚,4,4′-双(对-氰氧基)苯基异丙基二苯醚,4,4′-双[对-氰氧基苯氧基]苯,4,4′-双[4-(4-氰氧基苯氧基)苯基砜]二苯醚,4,4′-二氰氧基二苯基砜,3,3′,5,5′-四甲基-4,4′-二氰氧基二苯基砜,3,3′,5,5′-四氯-4,4′-二氰氧基二苯基砜,4,4′-双[(对-氰氧基苯基)异丙基]二苯基砜,4,4′-双[(4-氰氧基)苯氧基]二苯基砜,4,4′-双[(3-氰氧基)苯氧基]二苯基砜,4,4′-双[4-(4-氰氧基苯基异丙基)苯氧基]二苯基砜,4,4′-双[(4-氰氧基苯基砜)苯氧基]二苯基砜,4,4′-双[4-(4-氰氧基)二苯氧基]二苯基砜,4,4′-二氰氧基二苯基硫醚,4,4′-二氰氧基二苯甲烷,4,4′-双(对-氰氧基苯基)二苯甲烷,2,2′-双(对-氰氧基苯基)丙烷,2,2′-双(3,5-二甲基-4-氰氧基苯基)丙烷,2,2′-双(3,5-二氯-4-氰氧基苯基)丙烷,1,1′-双(对-氰氧基苯基)环己烷,双(2-氰氧基-1-萘基)甲烷,1,2-双(对-氰氧基苯基)-1,1′,2,2′-四甲基乙烷,4,4′-二氰氧基二苯甲酮,4,4′-双(4-氰氧基)苯氧基二苯甲酮,1,4-双[(对-氰氧基苯基)异丙基]苯,2,2′,5,5′-四氰氧基二苯基砜,2,2′-双(对-氰氧基苯基)六氟丙烷,具有3~5个OCN基团的酚醛清漆(在酸溶液中,苯酚或烷基或卤素取代的苯酚与甲醛的反应产物)的多氰酸酯。优选地,包括齐聚物的预聚物用作氰酸酯。在芳环间含有环脂族桥连基团的聚芳族氰酸酯的一个适宜例子可由DowChemical Company获得,牌号为Dow XU-71787.00L氰酸酯。优选的多官能氰酸酯为:以AroCy-L10由Ciba Corporation商品获得的双酚AD二氰酸酯(4,4′-亚乙基双酚二氰酸酯),以AroCy-F40S由CibaCorporation商品获得的六氟双酚A二氰酸酯,由Ciba Corporation以RTX-366,REX-378,REX-379商品获得的双酚M二氰酸酯,牌号为AroCy B-10,B-30,B-40S和B50的双酚A二氰酸酯。
此外,这里所用的氰酸酯可混有有机单体或包括齐聚物在内的聚合物。聚合物可为热塑性的或热固性的。有机改性剂的例子为环氧化物、烷基酯、乙炔封端的树脂,多官能马来酰亚胺树脂,单官能或多官能酚,多醇,聚醚酰亚胺,聚酰亚胺,聚酰亚胺硅氧烷,含氟的聚酰亚胺,聚酯,聚丙烯酸酯,聚砜,聚醚砜,聚碳酸酯,聚酯碳酸酯,和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物。
用于本发明的双马来酰亚胺树脂包括多官能马来酰亚胺树脂。这些树脂的一些例子有1,3-或1,4-二马来酰亚胺苯,1,3-或1,4-双(马来酰亚胺亚甲基)苯,1,3-或1,4-双马来酰亚胺环己烷,1,3-或1,4-双(马来酰亚胺亚甲基)环己烷,4,4′-二马来酰亚胺联苯,双(4-马来酰亚胺苯基)甲烷,双(4-马来酰亚胺苯基)醚,双(4-马来酰亚胺苯基)砜,双(4-马来酰亚胺-3-甲基苯基)甲烷,双(4-马来酰亚胺-3-氯苯基)甲烷,双(4-马来酰亚胺-3,5-二甲基苯基)甲烷,2,2′-双(4-马来酰亚胺-3-甲基苯基)丙烷,2,2′-双(4-马来酰亚胺-3,5-二溴苯基)丙烷,双(4-马来酰亚胺苯基)苯基甲烷,3,4-二马来酰亚胺苯基-4′-马来酰亚胺苯基甲烷,1,1′-双(4-马来酰亚胺苯基)-1-苯基甲烷,以及衍生自三聚氰胺和甲醛与苯胺的加成产物的马来酰亚胺,其中两个或多个苯胺的苯环通过一亚甲基连接。
代表性的马来酰亚胺的例子为商品可得的,并可由下述结构式表不:其中R为二官能的亚烷基,如-(CH2-)n和/或二价亚芳基,如
最优选用于本发明的双马来酰亚胺树脂为由下述通式表示的亚甲基二苯胺双马来酰亚胺:
当使用马来酰亚胺树脂时,期望使用一种热敏性自由基引发剂,以使固化易于进行。适宜的自由基引发剂包括过氧化物,如过氧化二枯基和过苯甲酸叔丁酯过氧化物,以及偶氮二异丁腈。若使用,则基于组合物中马来酰亚胺树脂的量,自由基引发剂的用量至多为约0.5重量%,优选约0.005~0.2重量%。商品的二氰酸酯/双马来酰亚胺混合物称为BT树脂,并可由Mitsubishi Gas Chemical Co.Inc.,Japan获得。一种这样的BT树脂由Mitsubishi投放市场,其商品名为MGC2060B。
本发明的组合物要求树脂材料的含量为组合物重量的约78~98%。而且发现,在本发明的实际应用中,可以使用各种树脂的混合物,包括环氧-氰酸酯,环氧-双马来酰亚胺,氰酸酯-双马来酰亚胺,以及环氧-氰酸酯-双马来酰亚胺的结合。本发明优选的组合物含有约30~70重量%的环氧树脂,约30~70重量%的氰酸酯树脂,和约2~20重量%的双马来酰亚胺树脂的树脂混合物。
组合物的着色剂可选自如有机染料、有机颜料和无机颜料的任何一种。着色剂的选择应不降低由该组合物制造的制品的性能。
本发明组合物中着色剂的并入赋予了良好的光学性能,并应对机械、化学、热和/或电性能具有最小的有害影响。而且,对层压物和印刷电路板生产中所用的各种方法,着色剂应具有热和化学稳定性。关于选自有机染料和有机和无机颜料的着色剂的描述,公开于Beebe,G.的化学工程百科全书中的“塑料的着色剂”,第4版,J.Kroschwitz和M.Howe-Grant编,Wiley,New York,1993,Vol.4,p.944。一种可获得的有机染料着色剂的例子由Ciba Corporation投放市场,商品名为Orasol Black RLI。其它有机染料着色剂的例子包括Bayer MacrolexYellow6G和Bayer Macrolex Blue RR,由Bayer Corporation获得。用于本发明组合物中的优选着色剂为上述的三种。本发明组合物要求着色剂的用量为组合物重量的约O.01~10%。
本发明组合物要求用量为组合物重量的约0.01~12%的紫外线吸收荧光剂。也可用于本发明中的荧光剂的类型选自荧光染料和颜料,包括如苯并噁唑、吡唑啉、芪和氨基香豆素的化合物。已显示出,具有提高的荧光特性的四官能环氧树脂特别有用并优选用于本发明中。这一四官能环氧树脂由Shell Chemical Corporation投放市场,其商品名为Epon1031。四官能环氧树脂还由Ciba Corporation投放市场,其商品名为MT0163。优选使用如上定义的组合物形成介电材料,然后这些介电材料可与适宜的增强材料(见下述)结合使用,以形成如用于印刷电路板的基片的介电部分。除相应的可用作信号层、电源层和/或接地层的导电层外,这一基片可包括几个这种材料的层。
因此,按照本发明的教导,还提供了一种电子组件,它包括由上述组合物形成的介电层和至少一个位于该介电层上或介电层内的导体层。该组件的导体层优选为导电的,包含铜并且成为环路(例如,通过本领域公知的照相制版工艺)。而且,应理解该组件可包括其它的介电材料(如公开于此的那些)层,或例如可光成像的介电材料层,这些层具有填充有导电材料或者涂敷有金属并与导电层相连接的内部通路或开孔。也可以是该组件包括一些通孔,它们或者涂敷有金属,或者填充有导电材料,以使导电材料或电路的内层电连接于导电材料的外层。
该电子组件的增强材料可选自有机编织纤维,有机非织纤维,无机编织纤维或无机非织纤维,或它们的混合物。也可以使用有机膜如聚酰亚胺膜。有机膜称为薄支撑材料。在本发明中可使用的纤维的例子为E-玻璃(电子级玻璃),S-玻璃(高强度玻璃),石英(石英织物为由高纯度结晶SiO2制得的纱线织成的织物),低介电织物如D-玻璃(低介电常数玻璃),聚芳酰胺如Kevlar和Nomex(均为E.I.DuPont de Nemours and Co.的注册商标),聚-对-亚苯基苯并双噻唑,对-亚苯基苯并双噁唑,聚醚醚酮,芳族聚酯,聚四氟乙烯等。最优选使用的纤维为E-玻璃。优选地,增强材料的用量为介电层重量的约22~65%。
如所述,含有上述树脂材料、着色剂和荧光材料的本发明的介电层部分由在上面详细定义的组合物组成,尽管其在介电层总重量中的百分含量直接因作为介电层一个整体部分的增强材料而不同。在这样的一个层中,优选地,树脂材料占介电层重量的约27~78%。着色剂占介电层重量的约0.003~8%,荧光剂占介电层重量的约0.003~9%。
按照本发明的另一实施方案,提供了一种制备上述组合物的方法。该方法包括的步骤有,提供第一数量的树脂材料,在该树脂材料中加入第二数量的荧光剂,在该树脂材料中加入第三数量的着色剂,并对该树脂材料进行混合。提供第一数量的树脂材料包括在一搅拌的溶剂如甲乙酮(MEK)中,加入一定量的环氧、氰酸酯或双马来酰亚胺树脂,或其混合物,并在该溶剂中溶解树脂。然后向该混合物中加入一种紫外线吸收荧光剂,如前述中的一种,并将其溶解。
分别地,在室温下向搅拌的溶剂如MEK中加入着色剂,如有机染料、有机颜料或无机颜料,或其混合物,并将着色剂溶解。向该溶液中再加入促进交联的催化剂形成一预浓缩物。然后将预浓缩物加入到树脂材料中并进行混合(即搅拌),形成一种加溶的组合物。本发明中优选使用的催化剂为金属羧酸盐和金属螯合物,如钴、铁、锌和铜的乙酰丙酮化物,辛酸盐或环烷酸盐。
在固化并烘烤以驱除掉溶剂后,便最终得到了本发明的组合物。
本发明将通过下述实施例详细说明,这些实施例并不有意要限制本发明。实施例1
下述材料的组合物:在含有642g MEK的4升(L)玻璃瓶中,加入Spectrasol Black RL(3.3g),Bayer Macrolex Yellow 6G(0.33g),Bayer Macrolex Blue RR(0.92g)和Ciba AER 8018(300g),并使其溶解。将该溶液加入到搅拌的Shell Epon 1031(75.0g在MEK中的80%溶液)、Ciba Araldite LZ 9302(839g在MEK中的71.5%溶液)和Mitsubishi MGC 2060B(857g在MEK中的70%溶液)的混合物中。所得树脂溶液的固含量为约57.5%,基于树脂固体的染料浓度为约0.30%。该着色的清漆溶液不含未溶解的树脂和染料。在浸渍前至少15分钟,通过强力搅拌下溶解0.04phr辛酸锌(0.62g在矿物油中的18%溶液),对该溶液进行催化。在一实验室处理机上,将带有专用硅烷涂饰剂(CS-767)的、由Clark-Schwebel提供的2116型E-玻璃布用树脂清漆浸渍。将树脂浸渍的玻璃纤维布在150℃下烘烤3.5~4分钟,以除去MEK溶剂,并B-阶固化树脂。B-阶固化的树脂浸渍的玻璃纤维布是部分聚合的但未凝胶化固化,此后称为半固化片。树脂吸着量为约47~52%。为测定玻璃化转变温度(Tg)、热膨胀系数(CTE)、热稳定性、铜剥离强度、层间连接强度、吸湿性和介电常数的测试样品通过在两侧带有0.0014英寸铜箔的多层半固化片的层压(200℃/1.5小时/300磅/英寸2)制备。所得的层压物颜色上为均匀的黑色,具有良好的光学对比度,并在紫外线照射下发荧光。表1列出了由该实施例的配方制备的层压物的性能。表1中的数值说明,由这一配方制得的层压物具有良好的典型的物理结果。
表1
性能 结果 测试方法
Tg,℃ 211 IPC-TM-650(2.4.25C)
Td(空气中),℃ 326 热重分析
CTE(x,y-轴),ppm 16 IPC-TM-650(2.4.41)
CTE(z-轴),ppm 56 IPC-TM-650(2.4.41)
介电常数@1GHz 4.03 光谱分析仪
损耗因子@1MHz 0.0064 IPC-TM-650(2.5.5.2)
压力容器测试,1小时 通过* IPC-TM-650(2.6.16)
吸湿性能,% IPC-TM-650(2.6.2.1)
24小时,rt 0.19
1小时,压力容器 0.31
16小时,沸腾水 0.64
铜连接强度,lb/in 8.40 IPC-TM-650(2.4.9)
层间连接强度,lb/in 2.97 IPC-TM-650(2.4.40)*通过-符合引用的测试方法IPC-TM-650(2.6.16)和IPC-TM650(2.6.2.1)的标准实施例2
通过在一配有空气驱动的鼓式混合机的55加仑钢桶中混合CibaOrasol Black RLI(1.41kg)、Bayer Macrolex Yellow6G(0.18kg)、Bayer Macrolex Blue RR(0.39kg)、辛酸锌(0.23kg在矿物油中的18%溶液)和MEK(92.1kg),制备染料和催化剂的预浓缩物。通过分批混合法,除在将预浓缩物溶液转移至树脂混合罐外,对预浓缩物溶液连续地一直进行混合。随后向配有机械驱动搅拌桨的大容量混合罐中依次泵入Ciba Araldite LZ9302(144.8kg)、Mitsubishi MGC 2060B(118.4kg)和Shell Epon 1031(15.8kg)。将染料和催化剂预浓缩物溶液(28.6kg)泵入该混合罐中,并将该清漆转移至储罐中。再重复树脂和预浓缩物加入到储罐这一顺序过程两遍,直到在储罐中清漆的总量为837kg。对清漆进行取样并由抚熟法测得凝胶化时间为220秒。将该清漆用循环压缩机泵入一大容量的盘中。需要时通过向混合盘中加入MEK维持清漆的比重。将带有专用硅烷涂饰剂(CS-767)的、由Clark-Schwebel提供的2116型E-玻璃布网以8~12米/分钟的速度通过一0.010~0.012英寸的间隙,区域温度为约130~165℃。B-阶段的半固化片的树脂吸着量为约49~51%。为测定玻璃化转变温度(Tg)、热膨胀系数(CTE)、热稳定性、铜剥离强度、层间连接强度、吸湿性和介电常数的测试样品通过在两侧带有0.0014英寸铜箔的多层半固化片的层压(200℃/1.5小时/300磅/英寸2)制备。所得的层压物颜色上为均匀的黑色,具有良好的光学对比度,并在紫外线照射下发荧光。表2列出了由该实施例的配方制备的层压物的性能。表2中的数值说明,由这一配方制得的层压物具有良好的典型的物理结果。
表2
性能 结果 测试方法
Tg, ℃ 213 IPC-TM-650(2.4.25C)
Td(空气中), ℃ 330 热重分析
CTE(x,y-轴),ppm 15 IPC-TM-650(2.4.41)
CTE(z-轴),ppm 47 IPC-TM-650(2.4.41)
介电常数@1GHz 3.79 光谱分析仪
损耗因子@1MHz 0.0080 IPC-TM-650(2.5.5.2)
压力容器测试,7.5小时 通过 IPC-TM-650(2.6.16)
吸湿性能,% IPC-TM-650(2.6.2.1)
24小时,rt 0.2
1小时,压力容器 0.33
16小时,沸腾水 0.71
铜连接强度,lb/in 8.55 IPC-TM-650(2.4.9)
层间连接强度,lb/in 2.70 IPC-TM-650(2.4.40)
尽管已对本发明优选实施方案目前所要考虑的因素进行了描述,但是在不脱离所附权利要求定义的本发明的范围内,对于本领域技术人员来说,所作的各种变化和改进将是显而易见的。
Claims (35)
1.一种组合物,该组合物含有:
一种树脂材料,
一种着色剂,和
一种荧光剂。
2.权利要求1的组合物,其特征在于所述树脂材料选自环氧,氰酸酯和双马来酰亚胺树脂。
3.权利要求2的组合物,其特征在于所述树脂材料为环氧树脂,并含有一种环氧聚合物树脂。
4.权利要求3的组合物,其特征在于所述环氧聚合物树脂包括衍生自单核和多核二羟基酚的环氧化物。
5.权利要求2的组合物,其特征在于所述树脂材料为氰酸酯树脂,并含有一种多官能氰酸酯单体或预聚物,其通式为R-(O-C≡N)m,其中m=2~5,R为芳族有机基团,氰酸酯基连于所述芳族有机基团的芳环上。
6.权利要求2的组合物,其特征在于所述树脂材料为双马来酰亚胺树脂,并含有一种多官能马来酰亚胺树脂。
7.权利要求6的组合物,其特征在于所述多官能马来酰亚胺树脂选自1,3-或1,4-二马来酰亚胺苯,1,3-或1,4-双(马来酰亚胺亚甲基)苯,1,3-或1,4-二马来酰亚胺环己烷,1,3-或1,4-双(马来酰亚胺亚甲基)环己烷,4,4′-二马来酰亚胺联苯,双(4-马来酰亚胺苯基)甲烷,双(4-马来酰亚胺苯基)醚,双(4-马来酰亚胺苯基)砜,双(4-马来酰亚胺-3-甲基苯基)甲烷,双(4-马来酰亚胺-3-氯苯基)甲烷,双(4-马来酰亚胺-3,5-二甲基苯基)甲烷,2,2′-双(4-马来酰亚胺-3-甲基苯基)丙烷,2,2′-双(4-马来酰亚胺-3,5-二溴苯基)丙烷,双(4-马来酰亚胺苯基)苯基甲烷,3,4-二马来酰亚胺苯基-4′-马来酰亚胺苯基甲烷,1,1′-双(4-马来酰亚胺苯基)-1-苯基甲烷和马来酰亚胺。
8.权利要求2的组合物,其特征在于所述树脂材料占所述组合物重量的约78~98%。
9.权利要求1的组合物,其特征在于所述着色剂选自有机染料,有机颜料和无机颜料。
10.权利要求9的组合物,其特征在于所述着色剂占所述组合物重量的约0.01~10%。
11.权利要求1的组合物,其特征在于所述荧光剂包括一种具有增强的荧光特性的紫外线吸收化合物。
12.权利要求11的组合物,其特征在于所述紫外线吸收化合物选自四官能的环氧树脂,苯并噁唑、吡唑啉、茋和氨基香豆素。
13.权利要求12的组合物,其特征在于所述紫外线吸收化合物占所述组合物重量的约0.01~12%。
14.一种电子组件,包括一介电层和至少一个位于所述介电层上或所述介电层内的导体层,所述介电层包括一种增强材料、树脂材料、着色剂和荧光剂的组合物。
15.权利要求14的电子组件,其特征在于所述导体层含有一种导电材料。
16.权利要求15的电子组件,其特征在于所述导电材料为铜。
17.权利要求16的电子组件,其特征在于所述铜层呈环路图案的形式。
18.权利要求14的电子组件,其特征在于所述增强材料选自有机编织纤维,有机非织纤维,无机编织纤维和无机非织纤维。
19.权利要求18的电子组件,其特征在于所述增强材料为所述介电层重量的约22~65%。
20.权利要求14的电子组件,其特征在于所述树脂材料选自环氧,氰酸酯和双马来酰亚胺树脂。
21.权利要求20的电子组件,其特征在于所述树脂材料为环氧树脂,并含有一种环氧聚合物树脂。
22.权利要求21的电子组件,其特征在于所述环氧聚合物树脂包括衍生自单核和多核二羟基酚的环氧化物。
23.权利要求20的电子组件,其特征在于所述树脂材料为氰酸酯树脂,并含有一种多官能氰酸酯单体或预聚物,其通式为R-(O-C≡N)m,其中m=2~5,R为芳族有机基团,氰酸酯基连于所述芳族有机基团的芳环上。
24.权利要求20的电子组件,其特征在于所述树脂材料为双马来酰亚胺树脂,并含有一种多官能马来酰亚胺树脂。
25.权利要求24的电子组件,其特征在于所述多官能马来酰亚胺树脂选自1,3-或1,4-二马来酰亚胺苯,1,3-或1,4-双(马来酰亚胺亚甲基)苯,1,3-或1,4-二马来酰亚胺环己烷,1,3-或1,4-双(马来酰亚胺亚甲基)环己烷,4,4′-二马来酰亚胺联苯,双(4-马来酰亚胺苯基)甲烷,双(4-马来酰亚胺苯基)醚,双(4-马来酰亚胺苯基)砜,双(4-马来酰亚胺-3-甲基苯基)甲烷,双(4-马来酰亚胺-3-氯苯基)甲烷,双(4-马来酰亚胺-3,5-二甲基苯基)甲烷,2,2′-双(4-马来酰亚胺-3-甲基苯基)丙烷,2,2′-双(4-马来酰亚胺-3,5-二溴苯基)丙烷,双(4-马来酰亚胺苯基)苯基甲烷,3,4-二马来酰亚胺苯基-4′-马来酰亚胺苯基甲烷,1,1′-双(4-马来酰亚胺苯基)-1-苯基甲烷和马来酰亚胺。
26.权利要求20的电子组件,其特征在于所述树脂材料占所述介电层重量的约27~78%。
27.权利要求14的电子组件,其特征在于所述着色剂选自有机染料,有机颜料和无机颜料。
28.权利要求27的电子组件,其特征在于所述着色剂占所述介电层重量的约0.003~8%。
29.权利要求14的电子组件,其特征在于所述荧光剂包括一种具有增强的荧光特性的紫外线吸收化合物。
30.权利要求29的电子组件,其特征在于所述紫外线吸收化合物选自四官能的环氧树脂,苯并噁唑、吡唑啉、茋和氨基香豆素。
31.权利要求30的电子组件,其特征在于所述紫外线吸收化合物占所述介电层重量的约0.003~9%。
32.一种制备组合物的方法,该方法包括如下步骤:
提供第一数量的树脂材料;
向所述树脂材料中加入第二数量的荧光剂;
向所述树脂材料中加入第三数量的着色剂;和
混合所述树脂材料。
33.权利要求32的方法,其特征在于所述提供所述树脂材料的步骤包括将所述的树脂材料溶解于第一溶剂中。
34.权利要求33的方法,其特征在于所述加入第二数量的荧光剂的步骤包括在所述树脂材料中溶解所述荧光剂。
35.权利要求33的方法,其特征在于所述加入第三数量的着色剂的步骤包括在第二溶剂中溶解所述着色剂,形成一溶液,并将该溶液加入到所述树脂材料中。
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