KR102111600B1

KR102111600B1 - 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하는 인쇄 회로 기판

Info

Publication number: KR102111600B1
Application number: KR1020130062837A
Authority: KR
Inventors: 박정욱; 박재만; 이혁수; 조인희; 주상아
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사; 주식회사 신아티앤씨
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2020-05-15
Anticipated expiration: 2033-05-31
Also published as: KR20140141270A

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 제1 비스페놀 A형 에폭시 화합물 및 상기 제1 비스페놀 A형 에폭시 화합물보다 당량(Epoxide Equivalent Weight, EEW)이 높은 제2 비스페놀 A형 에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 화합물, 경화제, 그리고 무기 충전재를 포함하고, 상기 무기 충전재는 40 내지 65 중량부로 포함된다.

Description

에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하는 인쇄 회로 기판{EPOXY RESIN COMPOSITE AND PRINTED CIRCUIT BOARD USING THE SAME}

본 발명은 에폭시 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에폭시 수지 조성물 및 이로부터 형성된 절연층을 포함하는 인쇄 회로 기판에 관한 것이다.

인쇄 회로 기판은 절연층 상에 형성된 회로 패턴을 포함하며, 인쇄 회로 기판 상에는 다양한 전자 부품이 탑재될 수 있다.

인쇄 회로 기판 상에 탑재되는 전자 부품은, 예를 들면 발열 소자일 수 있다. 발열 소자가 방출하는 열은 인쇄 회로 기판의 성능을 떨어뜨릴 수 있다. 전자 부품의 고집적화 및 고용량화에 따라, 인쇄 회로 기판의 방열 문제에 대한 관심이 더욱 커지고 있다.

전기 절연성인 동시에 우수한 열전도성을 가지는 절연층을 얻기 위하여 비스페놀 A 형 에폭시 수지 또는 비스페놀 F 형 에폭시 수지를 포함하는 에폭시 수지 조성물이 사용되고 있다. 이때, 방열 성능을 높이기 위하여 무기 충전재를 고밀도로 충전할 필요가 있다. 액상의 비스페놀 A형 에폭시 수지 또는 비스페놀 F형 에폭시 수지는 점도가 낮아 무기 충전재의 고밀도 충전이 가능하지만, 열전도성, 경화성, 기계적 강도, 인성(靭性)이 부족한 문제가 있다.

한편, 무기 충전재의 종류 또는 함량비는 절연층의 내전압 성능에 영향을 미칠 수 있다. 절연층의 내전압 성능이 낮으면, 인쇄 회로 기판이 쉽게 파괴될 수 있다. 무기 충전재의 표면을 처리하여 내전압 성능을 높이고자 하는 시도가 있으나, 공정의 복잡도 및 비용이 증가하는 문제가 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 에폭시 수지 조성물 및 이를 이용하는 인쇄 회로 기판을 제공하는 것이다.

상기 제1 비스페놀 A형 에폭시 화합물은 당량이 170 내지 250g/eqiv이고, 상기 제2 비스페놀 A형 에폭시 화합물은 당량이 400 내지 800g/eqiv일 수 있다.

상기 제1 비스페놀 A 에폭시 화합물과 상기 제2 비스페놀 A형 에폭시 화합물의 중량비는 1 대 1.5 내지 2.5일 수 있다.

상기 무기 충전재는 알루미나, 질화알루미늄 및 질화붕소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 에폭시 화합물은 비페닐아랄킬(biphenylaralkyl) 유형의 노볼락(novolac) 에폭시 화합물을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄 회로 기판은 금속 플레이트, 상기 금속 플레이트 상에 형성되는 절연층, 그리고 상기 절연층 상에 형성되는 회로 패턴을 포함하고, 상기 절연층은 제1 비스페놀 A형 에폭시 화합물 및 상기 제1 비스페놀 A형 에폭시 화합물보다 당량(Epoxide Equivalent Weight, EEW)이 높은 제2 비스페놀 A형 에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 화합물, 경화제, 그리고 무기 충전재를 포함하고, 상기 무기 충전재는 40 내지 65 중량부로 포함되는 에폭시 수지 조성물로 이루어진다.

본 발명의 실시예에 따르면, 높은 열전도도 및 내전압 성능이 모두 양호한 에폭시 수지 조성물을 얻을 수 있다. 이를 이용하여 열전도성이 높은 절연층을 얻을 수 있으며, 인쇄 회로 기판의 신뢰도와 방열 성능을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

본 명세서에서 wt%는 중량부로 대체될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 에폭시 화합물, 경화제 및 무기 충전재를 포함하는 에폭시 수지 조성물을 제공한다. 여기서, 에폭시 화합물 및 무기 충전재의 함량을 조절하여 열전도도 및 내전압 성능이 모두 양호한 에폭시 수지 조성물을 얻고자 한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 3wt% 내지 45wt%, 바람직하게는 20wt% 내지 45wt%, 더욱 바람직하게는 35wt% 내지 40wt%의 에폭시 화합물을 포함할 수 있다. 에폭시 화합물이 전체 에폭시 수지 조성물의 3wt% 이상이고 45wt% 이하로 함유된 경우, 밀착성이 양호하고, 두께 조절이 용이할 수 있다.

여기서, 에폭시 화합물은 비결정성 에폭시 화합물을 포함할 수 있다. 비결정성 에폭시 화합물은, 예를 들면 비스페놀 A, 비스페놀 F, 3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-디히드록시디페닐메탄, 4,4'-디히드록시디페닐술폰, 4,4'-디히드록시디페닐술피드, 4,4'-디히드록시디페닐케톤, 플루오렌비스페놀, 4,4'-비페놀,3,3',5,5'-테트라메틸-4,4'-디히드록시비페닐, 2,2'-비페놀, 레조르신, 카테콜, t-부틸카테콜, 하이드로퀴논, t-부틸히드로퀴논, 1,2-디히드록시나프탈렌, 1,3-디히드록시나프탈렌, 1,4-디히드록시나프탈렌, 1,5-디히드록시나프탈렌, 1,6-디히드록시나프탈렌, 1,7-디히드록시나프탈렌, 1,8-디히드록시나프탈렌, 2,3-디히드록시나프탈렌, 2,4-디히드록시나프탈렌, 2,5-디히드록시나프탈렌, 2,6-디히드록시나프탈렌, 2,7-디히드록시나프탈렌, 2,8-디히드록시나프탈렌, 상기 디히드록시나프탈렌의 알릴화물 또는 폴리알릴화물, 알릴화비스페놀A, 알릴화비스페놀F, 알릴화페놀노볼락 등의 2가의 페놀류, 혹은 페놀노볼락, 비스페놀A노볼락, o-크레졸노볼락, m-크레졸노볼락, p-크레졸노볼락, 크실레놀노볼락, 폴리-p-히드록시스티렌, 트리스-(4-히드록시페닐)메탄, 1,1,2,2-테트라키스(4-히드록시페닐)에탄, 플루오로글리시놀, 피로갈롤, t-부틸피로갈롤, 알릴화피로갈롤, 폴리알릴화피로갈롤, 1,2,4-벤젠트리올, 2,3,4-트리히드록시벤조페논, 페놀아랄킬수지, 나프톨아랄킬수지, 디시클로펜타디엔계 수지 등의3가 이상의 페놀류, 테트라브로모비스페놀A 등의 할로겐화비스페놀류로부터 유도되는 글리시딜에테르화물, 아조메틴 및 이들로부터 선택된 혼합물 중 하나일 수 있다.

이때, 비결정성 에폭시 화합물은 당량(Epoxide Equivalent Weight, EEW)이 낮은 에폭시 화합물과 당량이 높은 에폭시 화합물을 소정 비율로 포함할 수 있다.

당량이 낮은 에폭시 화합물은, 예를 들면 당량이 170 내지 250g/eqiv인 비스페놀 A형 에폭시 화합물일 수 있다. 당량이 높은 에폭시 화합물은, 예를 들면 당량이 400 내지 800g/eqiv인 비스페놀 A형 에폭시 화합물일 수 있다. 여기서, 당량이 170 내지 250g/eqiv인 비스페놀 A형 에폭시 화합물은 액상이고, 당량이 400 내지 800g/eqiv인 비스페놀 A형 에폭시 화합물은 고상일 수 있다.

화학식 1은 비스페놀 A형 에폭시 화합물의 일 예이다.

[화학식 1]

여기서, R¹ 내지 R²²는 각각 H, Cl, Br, F, C₁~C₃ 알킬, C₂~C₃ 알켄, C₂~C₃ 알킨으로 구성된 그룹에서 선택될 수 있다. l, m은 각각 1, 2 또는 3일 수 있고, n은 0이상의 정수이다. n이 0인 경우, 당량이 170 내지 250g/eqiv인 비스페놀 A형 에폭시 화합물일 수 있다. n이 1 이상인 경우, 당량이 400 내지 800g/eqiv인 비스페놀 A형 에폭시 화합물일 수 있다.

화학식 1의 화합물은 화학식 2의 화합물을 포함한다.

[화학식 2]

본 발명의 실시예에서, 당량이 170 내지 250g/eqiv인 비스페놀 A형 에폭시 화합물과 당량이 400 내지 800g/eqiv인 비스페놀 A형 에폭시 화합물은 1대 1.5 내지 2.5, 바람직하게는 1대 1.7 내지 2.3, 더욱 바람직하게는 1대 1.9 내지 2.1의 중량비로 포함될 수 있다. 이에 따라, 저점도 비스페놀 A형 에폭시 화합물의 취급 곤란, 내열성, 경화성 문제와 고형 비스페놀 A형 에폭시 화합물의 무기 충전재 충전, 열전도성 문제를 보완할 수 있다. 즉, 당량이 400 내지 800g/eqiv인 비스페놀 A형 에폭시 화합물의 중량이 당량이 170 내지 250g/eqiv인 비스페놀 A형 에폭시 화합물의 중량의 1.5배 내지 2.5배로 함유되면, 요구되는 수준의 내열성 및 경화성을 만족시킬 수 있으며, 무기 충전재를 고밀도로 충전할 수 있고, 요구되는 수준의 열전도도를 만족시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서, 에폭시 화합물은 결정성 에폭시 화합물을 더 포함할 수 있다. 결정성 에폭시 화합물은, 예를 들면 메조겐(mesogen) 구조를 포함하는 에폭시 화합물일 수 있다. 여기서, 메조겐(mesogen)은 액정(liquid crystal)의 기본 단위이며, 강성(rigid) 구조를 포함한다. 메조겐은, 예를 들면 비페닐(biphenyl)기, 페닐벤조에이트(phenylbenzoate)기, 나프탈렌(naphthalene)기와 같은 강성 구조를 포함할 수 있다. 결정성 에폭시 화합물은, 예를 들면 비페닐아랄킬(biphenylaralkyl) 유형의 노볼락(novolac) 에폭시 화합물일 수 있다. 결정성 에폭시 화합물은 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 3wt% 이상, 바람직하게는 3wt% 내지 10wt%로 함유될 수 있다. 결정성 에폭시 화합물이 전체 에폭시 수지 조성물의 3wt% 이상 포함되는 경우, 결정성 및 열전도 효과가 높아질 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.5wt% 내지 30wt%, 바람직하게는 3wt% 내지 15wt%, 더욱 바람직하게는 5wt% 내지 10wt%의 경화제가 포함될 수 있다. 경화제가 전체 에폭시 수지 조성물의 0.5wt% 내지 30wt%로 함유된 경우, 밀착성이 높아지며, 두께 조절이 용이해질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물에 포함되는 경화제는 페놀계 경화제, 아민계 경화제, 산무수물계 경화제, 폴리메르캅탄계 경화제, 폴리아미노아미드계 경화제, 이소시아네이트계 경화제 및 블록 이소시아네이트계 경화제 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

페놀계 경화제는, 예를 들면 비스페놀A, 비스페놀F, 4,4'-디히드록시디페닐메탄, 4,4'-디히드록시디페닐에테르, 1,4-비스(4-히드록시페녹시)벤젠, 1,3-비스(4-히드록시페녹시)벤젠, 4,4'-디히드록시디페닐술피드, 4,4'-디히드록시디페닐케톤, 4,4'-디히드록시디페닐술폰, 4,4'-디히드록시비페닐, 2,2'-디히드록시비페닐, 10-(2,5-디히드록시페닐)-10H-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 페놀노볼락, 비스페놀A노볼락, o-크레졸노볼락, m-크레졸노볼락, p-크레졸노볼락, 크실레놀노볼락, 폴리-p-히드록시스티렌, 히드로퀴논, 레조르신, 카테콜, t-부틸카테콜, t-부틸히드로퀴논, 플루오로글리시놀, 피로갈롤, t-부틸피로갈롤, 알릴화피로갈롤, 폴리알릴화피로갈롤, 1,2,4-벤젠트리올, 2,3,4-트리히드록시벤조페논, 1,2-디히드록시나프탈렌, 1,3-디히드록시나프탈렌, 1,4-디히드록시나프탈렌, 1,5-디히드록시나프탈렌, 1,6-디히드록시나프탈렌, 1,7-디히드록시나프탈렌, 1,8-디히드록시나프탈렌, 2,3-디히드록시나프탈렌, 2,4-디히드록시나프탈렌, 2,5-디히드록시나프탈렌, 2,6-디히드록시나프탈렌, 2,7-디히드록시나프탈렌, 2,8-디히드록시나프탈렌, 상기 디히드록시나프탈렌의 알릴화물 또는 폴리알릴화물, 알릴화비스페놀A, 알릴화비스페놀F, 알릴화페놀노볼락, 알릴화피로갈롤 및 이들로부터 선택된 혼합물 중 하나일 수 있다.

아민계 경화제는, 예를 들면 지방족 아민류, 폴리에테르폴리아민류, 지환식 아민류, 방향족 아민류 등일 수 있으며, 지방족 아민류로서는, 에틸렌디아민, 1,3-디아미노프로판, 1,4-디아미노프로판, 헥사메틸렌디아민, 2,5-디메틸헥사메틸렌디아민, 트리메틸헥사메틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 이미노비스프로필아민, 비스(헥사메틸렌)트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민, N-히드록시에틸에틸렌디아민, 테트라(히드록시에틸)에틸렌디아민 등을 들 수 있다. 폴리에테르폴리아민류로서는, 트리에틸렌글리콜디아민, 테트라에틸렌글리콜디아민, 디에틸렌글리콜비스(프로필아민), 폴리옥시프로필렌디아민, 폴리옥시프로필렌트리아민류 및 이들로부터 선택된 혼합물 중 하나일 수 있다. 지환식 아민류로서는, 이소포론디아민, 메타센디아민, N-아미노에틸피페라진, 비스(4-아미노-3-메틸디시클로헥실)메탄, 비스(아미노메틸)시클로헥산, 3,9-비스(3-아미노프로필)2,4,8,10-테트라옥사스피로(5,5)운데칸, 노르보르넨디아민 등을 들 수 있다. 방향족 아민류로서는, 테트라클로로-p-크실렌디아민, m-크실렌디아민, p-크실렌디아민, m-페닐렌디아민, o-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, 2,4-디아미노아니솔, 2,4-톨루엔디아민, 2,4-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노-1,2-디페닐에탄, 2,4-디아미노디페닐술폰, m-아미노페놀, m-아미노벤질아민, 벤질디메틸아민, 2-디메틸아미노메틸)페놀, 트리에탄올아민, 메틸벤질아민, α-(m-아미노페닐)에틸아민, α-(p-아미노페닐)에틸아민, 디아미노디에틸디메틸디페닐메탄, α,α'-비스(4-아미노페닐)-p-디이소프로필벤젠, 디아미노스틸벤, 트랜스-4, 4"-디아미노스텔벤(DAS) 및 이들로부터 선택된 혼합물 중 하나일 수 있다.

산무수물계 경화제는, 예를 들면 도데세닐무수숙신산, 폴리아디핀산무수물, 폴리아젤라인산무수물, 폴리세바신산무수물, 폴리(에틸옥타데칸이산)무수물, 폴리(페닐헥사데칸이산)무수물, 메틸테트라히드로무수프탈산, 메틸헥사히드로무수프탈산, 헥사히드로무수프탈산, 무수메틸하이믹산, 테트라히드로무수프탈산, 트리알킬테트라히드로무수프탈산, 메틸시클로헥센디카르본산무수물, 메틸시클로헥센테트라카르본산무수물, 무수프탈산, 무수트리멜리트산, 무수피로멜리트산, 벤조페논테트라카르본산무수물, 에틸렌글리콜비스트리멜리테이트, 무수헤트산, 무수나딕산, 무수메틸나딕산, 5-(2,5-디옥소테트라히드로-3-푸라닐)-3-메틸-3-시클로헥산-1,2-디카르본산무수물, 3,4-디카르복시-1,2,3,4-테트라히드로-1-나프탈렌숙신산이무수물, 1-메틸-디카르복시-1,2,3,4-테트라히드로-1-나프탈렌숙신산이무수물 및 이들로부터 선택된 혼합물 중 하나일 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 경화 촉진제를 더 포함할 수 있다. 경화 촉진제는, 예를 들면 아민류, 이미다졸류, 유기 포스핀류, 루이스산 등이 있고, 구체적으로는, 1,8-디아자비시클로(5,4,0)운데센-7, 트리에틸렌디아민, 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 디메틸아미노에탄올, 트리스(디메틸아미노메틸)페놀 등의 3급 아민, 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 2-헵타데실이미다졸 등의 이미다졸류, 트리부틸포스핀, 메틸디페닐포스핀, 트리페닐포스핀, 디페닐포스핀, 페닐포스핀 등의 유기 포스핀류, 테트라페닐포스포늄·테트라페닐보레이트, 테트라페닐포스포늄·에틸트리페닐보레이트, 테트라부틸포스포늄·테트라부틸보레이트 등의 테트라 치환포스포늄·테트라 치환 보레이트, 2-에틸-4-메틸이미다졸·테트라페닐보레이트, N-메틸모르폴린·테트라페닐보레이트 등의 테트라페닐보론염 등이 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 30wt% 내지 99wt%, 바람직하게는 40wt% 내지 65wt%, 더욱 바람직하게는 45wt% 내지 60wt%의 무기 충전재를 포함할 수 있다. 무기 충전재가 30wt% 내지 99wt%로 함유되면, 에폭시 수지 조성물의 고열전도성, 저열팽창성 및 고온내열성 등이 양호해질 수 있다. 고열전도성, 저열팽창성 및 고온내열성은 무기 충전재의 첨가량이 많을수록 좋은데, 그 체적 분율에 따라 향상되는 것은 아니며, 특정 첨가량부터 비약적으로 향상된다. 다만, 무기 충전재의 첨가량이 65wt%보다 많이 포함되면, 내전압이 낮아질 수 있다.

무기 충전재는 알루미나(Alumina, Al₂O₃), 질화 알루미늄(Aluminum Nitrode, AlN) 및 질화 붕소(Boron Nitride, BN) 중 적어도 하나를 포함한다. 알루미나는 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.5wt% 내지 90wt% 포함될 수 있고, 질화 알루미늄은 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.5wt% 내지 80wt% 포함될 수 있다. 질화 붕소는 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0wt% 내지 80wt% 포함될 수 있다.

이때, 무기 충전재의 입자의 지름은 0.3㎛ 내지 60㎛일 수 있다. 무기 충전재의 입자의 지름이 60㎛이상인 경우 가공성에 문제가 생길 수 있고, 0.3㎛ 이하인 경우 분산성에 문제가 생길 수 있다.

한편, 본 발명의 한 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 0.1wt% 내지 2wt%, 바람직하게는 0.5wt% 내지 1.5wt%의 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는, 예를 들면 실란계 커플링제(예, KBM-403)일 수 있다. 첨가제가 0.1wt%보다 낮게 첨가되면 요구하는 특성(예, 점착력)을 얻기 어렵고, 2wt%보다 높게 첨가되면 점도 상승으로 인하여 성형성이 악화된다.

본 발명의 한 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물을 섬유 기재나 글라스 기재에 코팅 또는 함침시키고, 가열에 의하여 반경화시킴으로써 프리프레그(prepreg)를 제조할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물은 인쇄 회로 기판에 적용될 수 있다. 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 인쇄 회로 기판의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 인쇄 회로 기판(100)은 금속 플레이트(110), 절연층(120) 및 회로 패턴(130)을 포함한다.

금속 플레이트(110)는 구리, 알루미늄, 니켈, 금, 백금 및 이들로부터 선택된 합금으로 이루어질 수 있다.

금속 플레이트(110) 상에는 본 발명의 한 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물로 이루어진 절연층(120)이 형성된다.

절연층(120) 상에는 회로 패턴(130)이 형성된다. 회로 패턴(130)은 구리, 니켈 드의 금속으로 이루어질 수 있다.

절연층(120)은 금속 플레이트(110)와 회로 패턴(130) 사이를 절연한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 에폭시 수지 조성물을 절연층으로 이용함으로써, 방열 성능이 우수한 인쇄 회로 기판을 얻을 수 있다.

이하, 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

<실시예>

화학식 2의 비스페놀 A형 에폭시 화합물(n=0) 11.6wt%, 화학식 2의 비스페놀 A형 에폭시 화합물(n=2) 23.2wt%, 비페닐아랄킬형 노볼락 에폭시 화합물 3.8wt% 및 DAS 5.4wt%를 혼합한 후, 알루미나 55wt%를 첨가하여 혼합하고, 이미다졸계 경화촉진제 0.5wt% 및 KBM-403 0.5wt%를 더 첨가하여 혼합한 후, 구리 호일 상에 코팅하고 180℃에서 90분 동안 처리하여 실시예의 에폭시 수지 조성물을 얻었다.

<비교예 1>

화학식 2의 비스페놀 A형 에폭시 화합물(n=0) 5.5wt%, 화학식 2의 비스페놀 A형 에폭시 화합물(n=2) 12.5wt%, 비페닐아랄킬형 노볼락 에폭시 화합물 7.2wt% 및 DAS 3.8wt%를 혼합한 후, 알루미나 70wt%를 첨가하여 혼합하고, 이미다졸계 경화촉진제 0.5wt% 및 KBM-403 0.5wt% 를 더 첨가하여 혼합한 후, 구리 호일 상에 코팅하고 180℃에서 90분 동안 처리하여 비교예 1의 에폭시 수지 조성물을 얻었다.

<비교예 2>

화학식 2의 비스페놀 A형 에폭시 화합물(n=0) 20wt%, 화학식 2의 비스페놀 A형 에폭시 화합물(n=2) 29.6wt%, 비페닐아랄킬형 노볼락 에폭시 화합물 9.4wt% 및 DAS 10wt%를 혼합한 후, 알루미나 30wt%를 첨가하여 혼합하고, 이미다졸계 경화촉진제 0.5wt% 및 KBM-403 0.5wt% 더 첨가하여 혼합한 후, 구리 호일 상에 코팅하고 180℃에서 90분 동안 처리하여 비교예 2의 에폭시 수지 조성물을 얻었다.

NETZSCH사 제품 LFA447형 열전도율계를 사용하는 비정상 열선법에 의하여 실시예 및 비교예 1 내지 2의 에폭시 수지 조성물의 열전도율을 측정하였다. 그리고, 실시예 및 비교예 1 내지 2의 에폭시 수지 조성물을 24시간 이상 공기 중에 방치(precondition)한 후, 이를 오일 배쓰(Oil Bath)에 투입하여 전극 사이에 체결하고, 0.5kV/sec의 가속 전압 하에 브레이크다운(breakdown)이 발생할 때까지(누설전류<0.2mA) 가압하여 내전압을 측정하였다. 표 1은 그 결과를 나타낸다.

실험번호	열전도도(W/m.K)	내전압(kV)
실시예	1.5	4
비교예 1	2.5	1
비교예 2	0.5	5

표 1에서 나타난 바와 같이, 실시예에서는 당량이 170 내지 250g/eqiv인 비스페놀 A형 에폭시 화합물과 당량이 400 내지 800g/eqiv인 비스페놀 A형 에폭시 화합물의 중량비가 1대 1.5 내지 2.5이고, 에폭시 화합물이 전체 에폭시 수지 조성물의 35 내지 40wt% 포함되며, 무기충전재가 전체 에폭시 수지 조성물의 40 내지 65wt%로 포함되어, 열전도도가 1.5W/mK로 양호하며, 내전압이 4kV로 높음을 알 수 있다.

이에 반해, 비교예 1 내지 2에서는 내전압이 높으면 열전도도가 낮고, 열전도도가 높으면 내전압이 낮음을 알 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 요구되는 수준의 열전도도 및 내전압을 동시에 만족시키는 에폭시 수지 조성물을 얻을 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

제1 비스페놀 A형 에폭시 화합물 및 상기 제1 비스페놀 A형 에폭시 화합물보다 당량(Epoxide Equivalent Weight, EEW)이 높은 제2 비스페놀 A형 에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 화합물,
경화제, 그리고
무기 충전재를 포함하고,
상기 무기 충전재는 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 55 내지 65 wt%로 포함되며,
상기 제1 비스페놀 A형 에폭시 화합물은 당량이 170 내지 250g/eqiv이고,
상기 제2 비스페놀 A형 에폭시 화합물은 당량이 400 내지 800g/eqiv이며,
상기 제1 비스페놀 A 에폭시 화합물과 상기 제2 비스페놀 A형 에폭시 화합물의 중량비는 1 대 1.9 내지 2.1이고,
상기 제1 비스페놀 A형 에폭시 화합물은 하기 화학식 1에서 n이 0인 에폭시 화합물이고, 상기 제2 비스페놀 A형 에폭시 화합물은 하기 화학식 1에서 n이 1 이상인 에폭시 화합물인 에폭시 수지 조성물:
[화학식 1]

여기서, R¹ 내지 R²²는 각각 H, Cl, Br, F, C₁~C₃ 알킬, C₂~C₃ 알켄, C₂~C₃ 알킨으로 구성된 그룹에서 선택되며, l, m은 각각 1, 2 또는 3이고, n은 0이상의 정수이다.
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제1항에 있어서,
상기 무기 충전재는 알루미나, 질화알루미늄 및 질화붕소 중 적어도 하나를 포함하는 에폭시 수지 조성물.
제1항에 있어서,
상기 에폭시 화합물은 비페닐아랄킬(biphenylaralkyl) 유형의 노볼락(novolac) 에폭시 화합물을 더 포함하는 에폭시 수지 조성물.
금속 플레이트,
상기 금속 플레이트 상에 형성되는 절연층, 그리고
상기 절연층 상에 형성되는 회로 패턴을 포함하고,
상기 절연층은 제1 비스페놀 A형 에폭시 화합물 및 상기 제1 비스페놀 A형 에폭시 화합물보다 당량(Epoxide Equivalent Weight, EEW)이 높은 제2 비스페놀 A형 에폭시 화합물을 포함하는 에폭시 화합물, 경화제, 그리고 무기 충전재를 포함하고, 상기 무기 충전재는 전체 에폭시 수지 조성물에 대하여 55 내지 65 wt%로 포함되는 에폭시 수지 조성물로 이루어지고,
상기 제1 비스페놀 A형 에폭시 화합물은 당량이 170 내지 250g/eqiv이고,
상기 제2 비스페놀 A형 에폭시 화합물은 당량이 400 내지 800g/eqiv이며,
상기 제1 비스페놀 A 에폭시 화합물과 상기 제2 비스페놀 A형 에폭시 화합물의 중량비는 1 대 1.9 내지 2.1이고,
상기 제1 비스페놀 A형 에폭시 화합물은 하기 화학식 1에서 n이 0인 에폭시 화합물이고, 상기 제2 비스페놀 A형 에폭시 화합물은 하기 화학식 1에서 n이 1 이상인 에폭시 화합물인 인쇄회로기판:
[화학식 1]

여기서, R¹ 내지 R²²는 각각 H, Cl, Br, F, C₁~C₃ 알킬, C₂~C₃ 알켄, C₂~C₃ 알킨으로 구성된 그룹에서 선택되며, l, m은 각각 1, 2 또는 3이고, n은 0이상의 정수이다.
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