[發明專利]無鹵素樹脂組合物及應用其的銅箔基板及印刷電路板

有效

• 申請號: 201210247249.3
• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN103540101A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 王榮濤;周立明;余利智;林育德
• 申請（專利權）人: 臺光電子材料(昆山)有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L79/04;C08G59/50;B32B15/08;B32B15/20;B32B27/04;H05K1/03
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所 11276
• 代理人: 劉云貴;雒純丹

技術領域

本發明涉及一種無鹵素樹脂組合物，尤指一種應用于銅箔基板及印刷電路板的無鹵素樹脂組合物。

背景技術

為符合世界環保潮流及綠色法規，無鹵素(Halogen-free)為當前全球電子產業的環保趨勢，世界各國及相關電子大廠陸續對其電子產品，制定無鹵素電子產品的量產時程表。歐盟的有害物質限用指令(Restriction?of?Hazardous?Substances,RoHS)實施后，包含鉛、鎘、汞、六價鉻、聚溴聯苯與聚溴二苯醚等物質，已不得用于制造電子產品或其零組件。印刷電路板(Printed?Circuit?Board,PCB)為電子電機產品的基礎，無鹵素以對印刷電路板為首先重點管制對象，國際組織對于印刷電路板的鹵素含量已有嚴格要求，其中國際電工委員會(IEC)61249-2-21規范要求溴、氯化物的含量必須低于900ppm，且總鹵素含量必須低于1500ppm；日本電子回路工業會(JPCA)則規定溴化物與氯化物的含量限制均為900ppm；而綠色和平組織現階段大力推動的綠化政策，要求所有的制造商完全排除其電子產品中的聚氯乙烯及溴系阻燃劑，以符合兼具無鉛及無鹵素的綠色電子。因此，材料的無鹵化成為目前業者的重點開發項目。

新時代的電子產品趨向輕薄短小，并適合高頻傳輸，因此電路板的配線走向高密度化，電路板的材料選用走向更嚴謹的需求。高頻電子組件與電路板接合，為了維持傳輸速率及保持傳輸訊號完整性，電路板的基板材料必須兼具較低的介電常數(dielectric?constant,Dk)及介電損耗(又稱損失因子，dissipation?factor,Df)。同時，為了在高溫、高濕度環境下依然維持電子組件正常運作功能，電路板也必須兼具耐熱、難燃及低吸水性的特性。環氧樹脂由于接著性、耐熱性、成形性優異，故廣泛使用于電子零組件及電機機械的覆銅箔積層板或密封材。從防止火災的安全性觀點而言，要求材料具有阻燃性，一般是以無阻燃性的環氧樹脂，配合外加阻燃劑的方式達到阻燃的效果，例如，在環氧樹脂中通過導入鹵素，尤其是溴，而賦予阻燃性，提高環氧基的反應性。另外，在高溫下經長時間使用后，可能會引起鹵化物的解離，而有微細配線腐蝕的危險。再者使用過后的廢棄電子零組件，在燃燒后會產生鹵化物等有害化合物，對環境也不友善。為取代上述的鹵化物阻燃劑，有研究使用磷化合物作為阻燃劑，例如添加磷酸酯(臺灣專利公告I238846號)或紅磷(臺灣專利公告322507號)于環氧樹脂組合物中。然而，磷酸酯會因產生水解反應而使酸離析，導致影響其耐遷移性；而紅磷的阻燃性雖高，但在消防法中被指為危險物品，因為在高溫、潮濕環境下會產生微量的膦氣體。

熟知的銅箔基板(或稱銅箔積層板)制作的電路板技術中，利用環氧基樹脂與硬化劑作為熱固性樹脂組合物原料，將補強材(如玻璃纖維布)與該熱固性樹脂組成加熱結合形成半固化膠片(prepreg)，再將該半固化膠片與上、下兩片銅箔在高溫高壓下壓合而成?，F有技術一般使用環氧基樹脂與具有羥基(-OH)的酚醛(phenol?novolac)樹脂硬化劑作為熱固性樹脂組成原料，酚醛樹脂與環氧基樹脂結合會使環氧基開環后形成另一羥基，羥基本身會提高介電常數及介電損耗值，且易與水分結合，增加吸濕性。

臺灣專利公告第I297346號公開了一種使用氰酸酯樹脂、二環戊二烯基環氧樹脂、硅石以及熱塑性樹脂作為熱固性樹脂組合物，此種熱固性樹脂組合物具有低介電常數與低介電損耗等特性。然而此制造方法在制作時必須使用含有鹵素(如溴)成分的阻燃劑，例如四溴環己烷、六溴環癸烷以及2,4,6-三(三溴苯氧基)-1,3,5-三氮雜苯，而這些含有溴成分的阻燃劑在產品制造、使用甚至回收或丟棄時都很容易對環境造成污染。為了提升銅箔基板的耐熱阻燃性、低介電損耗、低吸濕性、高交聯密度、高玻璃轉化溫度、高接合性、適當的熱膨脹性，環氧樹脂、硬化劑及補強材的材料選擇成了主要影響因素。

就電氣性質而言，主要需考慮的包括材料的介電常數以及介電損耗。一般而言，由于基板的訊號傳送速度與基板材料的介電常數的平方根成反比，故基板材料的介電常數通常越小越好；另一方面，由于介電損耗越小代表訊號傳遞的損失越少，故介電損耗較小的材料所能提供的傳輸質量也較為良好。

因此，如何開發出具有低介電常數以及低介電損耗的材料，并將其應用于高頻印刷電路板的制造，乃是現階段印刷電路板材料供貨商亟欲解決的問題。

發明內容

有鑒于上述現有技術的缺憾，發明人有感其未臻于完善，遂竭其心智悉心研究克服，憑其從事該項產業多年的累積經驗，進而研發出一種無鹵素樹脂組合物，以期達到低介電常數、低介電損耗、高耐熱性及高耐燃性的目的。