[發(fā)明專利]用于襯底的絕緣層組合物、以及使用其的預浸料和襯底

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210413325.3
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN103073849A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 池受玲;咸碩震;金承煥;金度榮
• 申請（專利權）人: 三星電機株式會社
• 主分類號: C08L67/00
• 分類號: C08L67/00;C08L77/00;C08L77/12;C08L79/08;C08L67/04;C08L63/00;C08K9/00;C08K3/04;C08K5/5425;H05K1/03
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張英;李丙林

相關申請的引用

本申請要求于2011年10月25日提交的題為“Insulating?LayerComposition?for?Substrate,and?Prepreg?and?Substrate?using?the?same（用于襯底的絕緣層組合物、以及使用其的預浸料和襯底）”的韓國專利申請系列號10-2011-0109373的權益，其由此通過引用整體并入本申請。

技術領域

本發(fā)明涉及用于襯底的絕緣層組合物、以及使用其的預浸料（預浸料坯，prepreg）和襯底（substrate）。

背景技術

隨著電子設備的發(fā)展，持續(xù)地需要印刷電路板具有日益低的重量、薄的厚度以及小的尺寸。為了滿足這些需求，印刷電路板的配線（布線，wirings）變得更加復雜和更加密集。因此，襯底的電、熱、以及機械穩(wěn)定性充當更重要的因素。特別地，在生產印刷電路板時熱膨脹系數(shù)（CTE）是決定可靠性的重要因素之一。

印刷電路板的電路配線主要由銅制成而層間絕緣（interlayerinsulation）主要由聚合物制成。相比于銅，構成絕緣層的聚合物具有很高的熱膨脹系數(shù)。為了克服這種差異，通過用紡織玻璃纖維浸漬聚合物或向聚合物中加入無機填料，降低了主要使用的材料中構成絕緣層的聚合物的熱膨脹系數(shù)。

通常，隨著無機填料的加入量增加，絕緣層的熱膨脹系數(shù)變得更低，但是用于生產印刷電路板的方法在無限降低中具有限制性。

另外，為了滿足精細圖案高密度的要求，絕緣層的表面粗糙度也是重要的。因此，加入的無機填料的尺寸變得越來越小以保證表面粗糙度。然而，無機填料的尺寸變得較小，其引起了均勻分散性的問題。因此，納米級無機填料的均勻分散成為了大問題。

圖1顯示了印刷電路板的結構，其是由銅充當電路配線以及聚合物充當層間絕緣層（inter?insulating?layer）而制成的。銅（Cu）電路配線具有10-20ppm/°C的熱膨脹系數(shù)，并且絕緣層中常用的聚合物材料具有50-80ppm/°C的熱膨脹系數(shù)（CTE（a1））。因為聚合物的熱膨脹系數(shù)在玻璃化轉變溫度（Tg，150至200°C）或更高溫度下顯著增大，所以在高溫下聚合物的熱膨脹系數(shù)（a2）達到150至180ppm/°C。

另外，在諸如半導體設備的部件安裝在印刷電路板（PCB）上時，熱量經3至5秒以約280°C迅速提供至印刷電路板。此時，如果電路和絕緣層之間的熱膨脹系數(shù)差較大，在電路中可能產生裂縫或襯底可能變形。

最后，需要具有與電路配線的銅和將要安裝在襯底上的半導體芯片相同熱膨脹系數(shù)的用于絕緣層的聚合物材料。然而目前，通過使用規(guī)定構成目前絕緣層的聚合物的種類和其含量、以及無機填料的尺寸和含量而獲得的材料，難以滿足對于印刷電路復雜和高密度配線的要求。

同時，存在兩種類型的聚合物復合絕緣材料用于印刷電路板的絕緣層。一種類型是通過用聚合物復合絕緣材料浸漬紡織玻璃織物（或紡織玻璃布），隨后在材料的玻璃化轉變溫度（Tg）或更低的溫度下的B步驟（B-staging）制成的預浸料，如在圖2中顯示的。

另一種類型是通過僅使用不包含紡織玻璃布的聚合物復合絕緣材料產生的膜，如在圖3中顯示的。根據(jù)后者，在最佳混合比例下混和聚合物復合絕緣材料、無機填料、硬化劑、溶劑、添加劑、硬化促進劑，等等，隨后混和并分散，然后以薄膜型后裝殼（post-case）。

用于形成目前的印刷電路板的絕緣層的聚合物復合絕緣材料主要是環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂本身的熱膨脹系數(shù)約為70至100ppm/°C。用紡織玻璃纖維浸漬環(huán)氧樹脂，或如在圖4中顯示的將大量具有低熱膨脹系數(shù)的無機填料加入至環(huán)氧基體（環(huán)氧基質，epoxy?matrix）中，由此獲得低熱膨脹系數(shù)的環(huán)氧樹脂。

根據(jù)填料的加入量，熱膨脹系數(shù)值幾乎以線性降低。然而，如果加入了大量填料以降低熱膨脹系數(shù)，那么基體內無機填料的分散性顯著降低，因而，可以發(fā)生填料的團聚并且可以顯著提高印刷電路板的表面粗糙度。此外，環(huán)氧的粘度容易迅速增加，產物的成型（molding）困難。特別地，在多層結構的情況下，例如，如用于印刷電路板的絕緣膜，層間粘合（層間結合，interlayer?binding）通常可以是不可能的。

由于這種局限性，需要通過降低環(huán)氧樹脂本身的熱膨脹系數(shù)并且引入確保層壓結構加工性（lamination?processability）的臨界量的無機填料改善填料的效果。例如，為了降低環(huán)氧樹脂本身的熱膨脹系數(shù)，主要地，混和并使用具有不同結構的環(huán)氧樹脂，此處，各種樹脂組分和其組合物起重要作用。