专利名称：介电材料组合物及电路基板的制作方法
技术领域：
近年来，高频基板材料技术得到广泛研究，具有低介电常数(low-k)与低系数的 介电损耗因子(dielectric dissipation factor)性质的材料已逐步进入产品实际应用阶 段。早期高频基板材料都以聚氧化二甲苯树脂(PPE)及环氧树脂改性为主，例如美国专利 5043367，或是像美国专利5218030直接改性PPE上的官能团使其成为热固性的APPE树脂。 但以上改性后的树脂的介电常数与介电损耗因子仍太高，皆无法使用于RF通讯设备上。因 而高频基板的主流仍以PTFE材料为主。但PTFE加工性极差且单价高，因此近几年也有些 厂商利用聚丁二烯(Polybutadiene，PB)优异的电器性质开发出介电常数较低的产品。美 国专利52235685披露了一种电路载板热固性组成，利用交联聚合得到的丁二烯或异戊二 烯固体聚合物(重均分子量少于5000)作为基板材料。该材料需要高温固化(热压温度> 2500C )。由于传统电路基板压合设备的温度一般小于230°C，上述组成因高温固化的限制 而无法有效量产，且250°C高温工序易裂解小分子添加剂，造成基板热稳定性变差。美国专利6048807中披露10 75vol %重均分子量小于5000的聚丁二烯或聚异 戊二烯树脂，及含丁二烯单体的不饱和二嵌段(di-block)共聚物；并添加少于14ν01%的 乙烯-丙烯(ethylene propylene)的液态橡胶使树脂交联。但其压合温度(300°C )还是 很高，也可能裂解树脂添加剂如阻燃剂等。美国专利6071836添加较高填充量的无机粉体，所以相对做成的铜箔层压板 (CCL)接着也较差。此外，大量添加无机粉体使后半段印刷电路板(PCB)的钻孔加工相对 困难。聚丁二烯树脂含浸玻璃纤维做成的预浸材料为半固化状态(B-Stage)，其粘度非常 高。虽然可以靠溶剂来降低粘度，但相对的固含量也跟着下降，会直接影响到胶片的树脂含 浸量，间接使铜箔粘接性较差。文献虽提出解决这些问题的方针，其组成中使用大量的高分 子量聚丁二烯以消除B-stage的粘度外，还使用少量的低分子量改性聚丁二烯。上述组成 可帮助铜箔在接合及压合期间保持流动性。US4784917中也有以聚丁二烯为主树脂的基板 材料，其中加入高分子量的含溴聚对羟基苯乙烯的预聚物，以降低聚丁二烯胶片粘度。由现 有技术可知利用聚丁二烯树脂改性其它树脂，或是以其它树脂改性聚丁二烯都将面临电气 特性、耐化性、耐热性、及机械特性等问题。
发明内容
本发明提供一种介电材料组合物，包括(a) 1至90重量份的聚丁二烯，其支链具有 顺丁烯二酸酐，其末端具有羧基、羟基、或环氧基，且其重均分子量介于1200至15000之间； (b) 5至90重量份的断链重排的聚苯醚，其重均分子量介于2000至8000之间；(c) 1至30 重量份的双马来酰亚胺；以及(d) 1至30重量份的环氧树脂。本发明提供一种电路基板，包括基板；以及介电层，位于基板上，其中的介电层包含上述的介电材料组合物。发明的
具体实施例方式本发明鉴于现有技术中存在的问题，提出一种配方以改善介电材料特性，如电气 特性、耐化性、耐热性、及机械特性。更进一步而言，本发明的介电材料组合物具有较理想的 介电常数、介电损耗因子、耐热性、热膨胀系数、粘接强度、树脂粘度、及树脂加工性。下述为 聚丁二烯树脂改性聚苯醚树脂的基板材料组成及其制作方法。本发明的介电材料组合物含有(a) 1至90重量份的聚丁二烯，其支链具有顺丁烯 二酸酐，其末端具有羧基、羟基、或环氧基，且其重均分子量介于1200至15000之间；(b) 5 至90重量份的断链重排的聚苯醚，其重均分子量介于2000至8000之间；(c) 1至30重量 份的双马来酰亚胺；以及(d) 1至30重量份的环氧树脂。上述环氧树脂包括双酚A类环氧树脂、环状脂肪族环氧树脂、含苯环氧树脂、联苯 环氧树脂、及酚醛环氧树脂等常见的环氧树脂，其作用在于提高树脂交联密度及粘接强度。上述断链重排的聚苯醚的制法可参考US 6，780，943，主要由含酚基的化合物如酚 醛树脂或双环戊二烯(dicyclopentadiene)结构类酚树脂作为高分子量的聚苯醚的断链 剂，使高分子量的聚苯醚断链后，重排形成分子量较低但立体分子结构较高的聚苯醚。断链 重排的聚苯醚具有羟基或环氧基以与组合物中的环氧树脂及聚丁二烯进行反应。断链重排 的聚苯醚的重均分子量介于2000至8000之间，若其重均分子量高于上述范围，则耐热性较 差；若重均分子量低于上述范围，则介电常数会较高。以1至30重量份的环氧树脂为基准， 断链重排的聚苯醚的用量介于5至90重量份，若断链重排的聚苯醚用量超出此范围，则热 稳定性会较差。若断链重排的聚苯醚用量低于此范围，则树脂交联密度会下降。本发明采 用侧链及末端含有可与聚苯醚反应的官能团的聚丁二烯，上述具特定官能团的聚丁二烯的 末端可具有羧基、轻基、或环氧基，如sartomer公司产品Polybd Hydroxyl_terminatedpo lybutadiene>Ricon Maleinized Polybutadiene, struktol ^wJzfeBnn N4-5000-10MA
并以上述具特定官能团的聚丁二烯改性断裂重排的聚苯醚树脂。以1至30重量份的环氧 树脂为基准，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围，则树脂交联 密度降低。若聚丁二烯用量低于此范围，则树脂热稳定性不良。此外，本发明还以双马来酰亚胺(BMI)提高聚丁二烯与聚苯醚的交联密度， 生成具有优异电气性质及耐热性极优异的基板材料组成。上述BMI的结构如式1或 式2所示，其中，札为芳香族基团、脂肪族基团、环状脂肪族基团、或含硅烷的脂肪族 基团。如 4，4' -Diphenylmethane bismaleimide (二苯基甲烷 _4，4 ‘-双马来酰亚 胺)、m-phenylene bismaleimide (间苯撑双马来酰亚胺)、bis-(3-ethyl-5-methyl -4-maleimid印henyl)methane (双(3-乙基-5-甲基-4-马来酰亚氨基苯基))、2， 2’ -bis-[4-(4-maleimidephenoxy)phenyl]propane (2, 2'-双5； lit M M S 苯氧基)苯基]丙烧)、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-双马来酰亚 胺)、4-methyl-l，3-phenylenebismaleimidd4-甲基 _1，3-苯 二马来酰亚胺)、1， 6 ‘ -bismaleimide-(2, 2,4-trimethyl)hexane (1,6 ‘-双马来酰亚胺-O，2，4-三 甲基)己烷)、4，4 ‘ -diphenylether bismaleimide (4，4 ‘ -二苯醚双马来酰亚 胺)、4，4' -diphenylsulfone bismaleimide (4,4 ‘ - 二苯砜-双马来酰亚胺)、1，3-bis (3-maleimidophenoxy) benzene (1,3- (3_ 马来酰亚氨基苯氧基)苯)或 1， 3-bis0-maleimidophenoxy)benzene(l，3-双 马来酰亚氨基苯氧基)苯)。
权利要求
1.一种介电材料组合物，包括(a)1至90重量份的聚丁二烯，其支链具有顺丁烯二酸酐，其末端具有羧基、羟基或环 氧基，且其重均分子量为1200 15000 ；(b)5至90重量份的断链重排的聚苯醚，其重均分子量为2000 8000；(c)1至30重量份的双马来酰亚胺；以及(d)l至30重量份的环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的介电材料组合物，其中，该双马来酰亚胺的结构如下
3.根据权利要求1所述的介电材料组合物，其中，该环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、 环状脂肪族环氧树脂、含苯环氧树脂、联苯环氧树脂、及酚醛环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的介电材料组合物，还包括5至90重量份的苯醚低聚物。
5.根据权利要求1所述的介电材料组合物，还包括1至20重量份的阻燃剂和/或绝缘 粉体。
6.根据权利要求5所述的介电材料组合物，其中，该阻燃剂包括含溴或含磷阻燃剂。
7.根据权利要求5所述的介电材料组合物，其中，该绝缘粉体包括氢氧化铝、氧化铝、 氧氧化镁、氧化锰、氧化硅、聚酰亚胺、或上述的组合。
8.一种电路基板，包括 基板；以及介电层，位于该基板上，其中，该介电层包含权利要求1所述的介电材料组合物。
9.根据权利要求8所述的电路基板，包括印刷电路板、IC载板、或高频基板。
全文摘要
本发明提供一种介电材料组合物，包括(a)1至90重量份的聚丁二烯，其支链具有顺丁烯二酸酐，其末端具有羧基、羟基、或环氧基，且其重均分子量介于1200至15000之间；(b)5至90重量份的断链重排的聚苯醚，其重均分子量介于2000至8000之间；(c)1至30重量份的双马来酰亚胺；以及(d)1至30重量份的环氧树脂。上述具有优异电气特性的聚丁二烯可改性聚苯醚，并利用双马来酰亚胺提高树脂交联密度，大幅提高耐热性及Tg，此外，藉由不同比例的PB/PPE/BMI可形成半互穿结构，可得到具有更高Tg、低介电常数、低损耗因子，且耐溶剂性与耐热性皆优良的介电材料。
文档编号C08K5/3415GK102115569SQ200910266098
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者刘淑芬, 陈孟晖 申请人:财团法人工业技术研究院