CN101973145B

CN101973145B - 埋容材料的制作方法及其制得的埋容材料

Info

Publication number: CN101973145B
Application number: CN 201010261612
Authority: CN
Inventors: 苏民社; 孙宝磊
Original assignee: Shengyi Technology Co Ltd
Current assignee: Shengyi Technology Co Ltd
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2030-08-20
Also published as: CN101973145A

Abstract

本发明提供一种埋容材料的制作方法及其制得的埋容材料，该埋容材料的制作方法包括以下步骤：步骤1、提供支撑材料，将支撑材料浸渍于树脂组合物的胶液中制成预浸料，经烘烤后控制预浸料上的树脂组合物含量为5～30wt％；步骤2、提供金属箔，在金属箔上涂覆树脂组合物的胶液制成涂胶金属箔，然后将涂胶金属箔烘烤成半固化状态，其上胶层厚度为5～150μm；步骤3、取上述制得的预浸料，在其两侧各覆合一张上述制得的涂胶金属箔，然后在层压机中压制制得埋容材料。该埋容材料包括一个或多个叠合的预浸料、及压覆于其两侧的涂胶金属箔，预浸料包括支撑材料、及通过含浸干燥后附着其上的树脂组合物，涂胶金属箔包括金属箔、及涂覆形成在金属箔上的胶层。

Description

埋容材料的制作方法及其制得的埋容材料

技术领域

本发明涉及埋容材料技术领域，尤其涉及一种应用于印制电路板的具有支撑材料的埋容材料的制作方法及其制得的埋容材料。

背景技术

随着电子器件向着高功能化、微型化方向发展，电子系统中的无源器件所占的比重越来越大。例如在手机中无源器件的数量是有源器件的20倍。目前无源器件主要采用表面贴装的方式，占据着基板的大量空间，且面上互连长度和焊接点多，使得材料和系统的电性能及可靠性能大为降低。为了提供更加轻巧、性能更好、价格便宜、性能的可靠性更强的电子系统，将过去表面贴装型封装系统转换为埋入式封装系统是唯一的选择。在所有的无源器件中，电容器的数量最多，受到更加特别的关注。

预获得具有较高应用价值的埋入式电容器，其介质材料需要具有较高的耐电压强度、介质与金属基底之间有较高的剥离强度，以及具有良好的耐热性能和加工性能。对埋入式电容材料的这些要求，首先应归属于对介质材料中树脂基体的要求。众所周知，作为埋入式电容器需要具有薄的介质层厚度和较高的介电常数，介电常数的高低主要取决于具有高介电常填料的添加量，同时填料的高的添加量对介质层的性能具有一定的负面影响，例如剥离强度降低引起材料的可靠性变差，材料变脆易碎使得加工性能变差等，在埋入式电容材料的介电层做得很薄的情况下，这些不利的影响会更加突出。

中国专利CN200610007389.8公开了一种用于埋入式电容器的树脂组成物，一种用于包括该树脂组成物的埋入式陶瓷/聚合物复合材料、一种由该复合材料制成的电容器的介电层以及印制电路板。该专利中所公开的这种树脂组成物主要着重于解决粘结强度、耐热性和阻燃性，并没有解决使用这种树脂组成物与陶瓷材料组成的复合材料的脆性问题，这种树脂组成物因为本身的脆性很大，在和大量的陶瓷填料复合后，脆性更大，很难通过印制电路板(PCB)加工过程的线路蚀刻机，在PCB的加工过程中会出现破碎的现象，并不能达到作为埋容材料的加工要求。

为解决埋容材料的脆性问题，目前采用较多的方法之一是采用玻璃纤维布作为支撑材料。美国专利第5162977号揭示了一种内含高电容能量分布核层的印制电路板的制作及组装流程，其高介电常数材料是由环氧树脂加上强诱电性陶瓷粉末所形成的胶液浸渍玻纤布所形成。但是因为制作的预浸料采用一次预浸成型，这样制作预浸料的厚度偏差较大，不能满足埋容材料对厚度精度严格的要求；另外，预浸料采用一次预浸成型，当胶含量小于玻璃布所要求的最低胶含量时，预浸料会出现孔隙，这样用作埋容材料会出现缺陷，因此这种方法制作的预浸料厚度的可调性较小。众所周知，平行板电容器的电容量与材料的厚度成反比，所以材料较大的厚度在一定程度上降低了材料的电容量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种埋容材料的制作方法，该制作方法简单易实现，所制得的埋容材料厚度可调节且具有良好的厚度精度。

本发明的另一目的在于提供一种使用上述埋容材料的制作方法制作的埋容材料，具有优良的强度和抗冲击性能，避免了在蚀刻或者钻孔加工过程中出现碎裂的现象，其厚度可调节且具有良好的厚度精度。

为实现上述目的，本发明提供一种埋容材料的制作方法，包括以下步骤：

步骤1、提供支撑材料，将支撑材料浸渍于树脂组合物的胶液中制成预浸料，经烘烤后控制预浸料上的树脂组合物含量为5～30wt％(重量百分比)；

步骤2、提供金属箔，在金属箔上涂覆树脂组合物的胶液制成涂胶金属箔，然后将涂胶金属箔烘烤成半固化状态，涂胶金属箔的胶层厚度为5～150μm；

步骤3、取上述制得的预浸料，在其两侧各覆合一张上述制得的涂胶金属箔，然后在层压机中压制制得埋容材料。

其中，所述支撑材料为无机或有机材料，无机材料为玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、或金属的机织织物或无纺布或纸，其中的玻璃纤维布或无纺布为E-glass、Q型布、NE布、D型布、S型布、或高硅氧布；有机材料为聚酯、聚胺、聚丙烯酸、聚酰亚胺、芳纶、聚四氟乙烯、或间规聚苯乙烯制造的织布或无纺布或纸；所述金属箔，为铜、黄铜、铝、镍、或这些金属的合金或复合金属箔，金属箔的厚度为12～150μm。

步骤1中所述树脂组合物的树脂组分为环氧树脂、氰酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚丁二烯树脂、PTFE树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂中的一种或多种；步骤2中所述树脂组合物的树脂组分与步骤1中所述树脂组合物的树脂组分相同。

步骤1中所述的树脂组合物的组分还包括高介电常数填料，该高介电常数填料为钛酸钡、钛酸锶、钛酸锶钡、钙钛酸钡、钛酸锆铅陶瓷、钛酸铅-铌酸镁铅、碳黑、碳纳米管、金属、金属氧化物粉末中的一种或多种。

所述步骤2中通过手工或机械滚涂装置将树脂组合物的胶液涂覆到金属箔上，在金属箔上形成胶层，然后通过加热干燥后得到处于半固化状态的涂胶金属箔，其中加热温度为100～250℃，加热时间为10秒～30分钟。

所述步骤3中，将一个或多个预浸料裁剪成一定尺寸进行叠合后，在其两侧各覆合一张涂胶金属箔，然后放进层压机中通过热压固化制得埋容材料。

同时，本发明提供一种使用上述制作方法制作的埋容材料，包括一个或多个叠合的预浸料、及压覆于其两侧的涂胶金属箔，预浸料包括支撑材料、及通过含浸干燥后附着其上的树脂组合物，涂胶金属箔包括金属箔、及涂覆形成在金属箔上的胶层，其中预浸料的树脂组合物含量为5～30wt％，涂胶金属箔的胶层厚度为5～150μm。

所述预浸料上树脂组合物的树脂组分为环氧树脂、氰酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚丁二烯树脂、PTFE树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂中的一种或多种；所述涂胶金属箔上胶层的树脂组分与预浸料上树脂组合物的树脂组分相同。

所述预浸料上树脂组合物的组分还包括高介电常数填料，该高介电常数填料为钛酸钡、钛酸锶、钛酸锶钡、钙钛酸钡、钛酸锆铅陶瓷、钛酸铅-铌酸镁铅、碳黑、碳纳米管、金属、金属氧化物粉末中的一种或多种。

本发明的有益效果：本发明的埋容材料的制作方法，可根据涂胶金属箔上胶层的厚度来控制埋容材料的厚度，方法简单，容易实现；该方法制得的埋容材料的厚度可根据印刷电路板的要求做到最小，比同样使用玻纤布的埋容材料的厚度小，而且可以获得良好的厚度精度；且因有支撑材料，所制得的埋容材料的强度和抗冲击性能优良，避免了在蚀刻或者钻孔加工过程中出现碎裂的现象。

附图说明

附图中，

图1为本发明埋容材料的制作方法流程图；

图2为本发明埋容材料的结构示意图。

具体实施方式

本发明的埋容材料的制作方法，其包括以下步骤：

步骤1、提供支撑材料，将支撑材料浸渍固体含量较小的树脂组合物的胶液中，经烘烤后控制预浸料上的树脂组合物含量为5～30wt％。其中所述支撑材料可为无机或有机材料。无机材料可为玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、金属等的机织织物或无纺布或纸。其中的玻璃纤维布或无纺布可以为E-glass、Q型布、NE布、D型布、S型布、高硅氧布等。有机材料为聚酯、聚胺、聚丙烯酸、聚酰亚胺、芳纶、聚四氟乙烯、间规聚苯乙烯等制造的织布或无纺布或纸。然而支撑材料不限于此。其中优选E-glass玻璃纤维材料作为支撑材料，特别优选E-glass玻璃纤维编织布作为支撑材料。作为优选的E-glass玻璃纤维编织布的型号可以选自7628、2116、1080、106、104、或1012等，其中特别优选1080、106、104、或1012等薄型玻璃布，也就是优选标重小于48g/m²的E-glass玻璃纤维编织布。使用更薄的玻璃布可以减小埋容材料绝缘介质的厚度，可以获得更大的电容密度。所述树脂组合物的树脂组分为环氧树脂、氰酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚丁二烯树脂、PTFE树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂中的一种或多种。该树脂组合物的组分还可以包括高介电常数填料，该高介电常数填料为钛酸钡，钛酸锶、钛酸锶钡、钙钛酸钡、钛酸锆铅陶瓷、钛酸铅-铌酸镁铅、碳黑、碳纳米管、金属、或金属氧化物粉末等。

所述步骤1中所用树脂组合物的固体含量应尽可能的低，其粘度也尽可能的低，支撑材料通过浸渍树脂组合物的胶液，可以提高预浸料的硬挺性，且制成的预浸料不会出现孔隙，便于在步骤3的铺叠。作为一种优选实施方式，本发明所述预浸料经烘烤控制其上的树脂组合物含量为5～30wt％，优选5～20wt％。树脂组合物含量小于5wt％，支撑材料制成的预浸料硬挺性不够，不利于在步骤3的铺叠；树脂组合物含量大于30wt％，又会增大预浸料的厚度，使步骤2金属箔涂胶的胶层厚度的可调范围变小，不利于埋容材料整个厚度的控制。

步骤2、提供金属箔，在金属箔上涂覆树脂组合物的胶液制成涂胶金属箔，然后将涂胶金属箔烘烤成半固化状态。所述金属箔，为铜、黄铜、铝、镍、或这些金属的合金或复合金属箔，金属箔的厚度为12～150μm。所述树脂组合物的树脂组分与步骤1中所述树脂组合物的树脂组分相同，即为环氧树脂、氰酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚丁二烯树脂、PTFE树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂中的一种或多种。

其中的涂胶金属箔的制作方法详细如下，然而其制作方法不仅限于此：通过手工或机械滚涂装置将树脂组合物的胶液涂覆到金属箔上，在金属箔上形成胶层，然后进行加热干燥，使得到处于半固化状态(B-Stage)的涂胶金属箔，此处的加热温度为100～250℃，加热时间为10秒～30分钟，最后形成的涂胶金属箔的胶层厚度为5～150μm。

步骤3、取上述制得的预浸料，在其两侧各覆合一张上述制得的涂胶金属箔，然后在层压机中热压固化制得埋容材料。该步骤详细举例如下，但不仅限于此：将一个或多个预浸料裁剪成一定尺寸进行叠合后，将金属箔放置在叠合后预浸料的两侧，通过在层压机中热压成型固化压制形成埋容材料。该埋容材料为覆金属箔层压板，作为层压板的压制条件，应根据树脂组合物胶液中树脂组分的实际情况选择合适的层压固化条件。如果压制压力过低，会使层压板中存在空隙，其电性能会下降；层压压力过大会使层压板中存在过多的内应力，使得层压板的尺寸稳定性能下降，这些都需要通过合适的满足模塑的压力来压制板材来达到所需的要求。对于常规的压制层压板的通常指导原则为，层压温度在130～250℃，压力：3～50kgf/cm²，热压时间：60～240分钟。

如图2所示，本发明的埋容材料的制作方法所制得的埋容材料，该埋容材料为覆金属箔层压板，其包括：一个或多个叠合的预浸料30、及压覆于其两侧的涂胶金属箔，预浸料30包括支撑材料、及通过含浸干燥后附着其上的树脂组合物，涂胶金属箔包括金属箔10、及涂覆形成在金属箔10上的胶层20，其中预浸料30的树脂组合物含量为5～30wt％，涂胶金属箔的胶层20厚度为5～150μm。

该制得的埋容材料具有以下优点：1、因为有支撑材料，埋容材料的强度和抗冲击性能优良，避免了在蚀刻或者钻孔加工过程中出现碎裂的现象；2、埋容材料的厚度可以根据改变涂胶金属箔上胶层的厚度来控制，方法是首先稳定住预浸料的厚度，然后在金属箔上按照所需要的厚度涂覆树脂胶液，方法简单，容易实现；3、埋容材料的厚度可以做到最小，比同样使用玻纤布的埋容材料的厚度小，方法就是将支撑材料首先浸渍粘度比较低的胶液，然后烘干后获得树脂组合物含量小的预浸料，树脂组合物含量小不会增加预浸料的厚度，同时利用涂胶金属箔上胶层的厚度来控制厚度，最终可以获得厚度最小的埋容材料，而且可以获得良好的厚度精度。

综上所述，本发明的埋容材料的制作方法，可根据涂胶金属箔上涂胶层的厚度来控制埋容材料的厚度，方法简单，容易实现；该方法制造的埋容材料，其厚度可根据印刷电路板的要求做到最小，比同样使用玻纤布的埋容材料的厚度小，而且可以获得良好的厚度精度；且因有支撑材料，所制得的埋容材料的强度和抗冲击性能优良，避免了在蚀刻或者钻孔加工过程中出现碎裂的现象。

以上实施例，并非对本发明的组合物的含量作任何限制，凡是依据本发明的技术实质或组合物成份或含量对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种埋容材料的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、提供支撑材料，将支撑材料浸渍于树脂组合物的胶液中制成预浸料，经烘烤后控制预浸料上的树脂组合物含量为5～20wt%；

步骤3、取上述制得的预浸料，在其两侧各覆合一张上述制得的涂胶金属箔，然后在层压机中压制制得埋容材料；

步骤1中所述树脂组合物的树脂组分为环氧树脂、氰酸酯树脂、聚苯醚树脂、聚丁二烯树脂、PTFE树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯树脂中的一种或多种；步骤2中所述树脂组合物的树脂组分与步骤1中所述树脂组合物的树脂组分相同；

2.如权利要求1所述的埋容材料的制作方法，其特征在于，所述支撑材料为无机或有机材料，无机材料为玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、或金属的机织织物或无纺布或纸，其中的玻璃纤维布或无纺布为E-glass、Q型布、NE布、D型布、S型布、或高硅氧布；有机材料为聚酯、聚胺、聚丙烯酸、聚酰亚胺、芳纶、聚四氟乙烯、或间规聚苯乙烯制造的织布或无纺布或纸；所述金属箔，为铜、黄铜、铝、镍、或这些金属的合金或复合金属箔，金属箔的厚度为12-150μm。

3.如权利要求1所述的埋容材料的制作方法，其特征在于，步骤1中所述的树脂组合物的组分还包括高介电常数填料，该高介电常数填料为钛酸钡、钛酸锶、钛酸锶钡、钙钛酸钡、钛酸锆铅陶瓷、钛酸铅—铌酸镁铅、碳黑、碳纳米管、金属、金属氧化物粉末中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的埋容材料的制作方法，其特征在于，所述步骤3中，将一个或多个预浸料裁剪进行叠合后，在其两侧各覆合一张涂胶金属箔，然后放进层压机中通过热压固化制得埋容材料。

5.一种使用如权利要求1所述制作方法制作的埋容材料，其特征在于，包括一个或多个叠合的预浸料、及压覆于其两侧的涂胶金属箔，预浸料包括支撑材料、及通过含浸干燥后附着其上的树脂组合物，涂胶金属箔包括金属箔、及涂覆形成在金属箔上的胶层，其中预浸料的树脂组合物含量为5～20wt%，涂胶金属箔的胶层厚度为5～150μm。

6.如权利要求5所述的埋容材料，其特征在于，所述支撑材料为无机或有机材料，无机材料为玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、或金属的机织织物或无纺布或纸，其中的玻璃纤维布或无纺布为E-glass、Q型布、NE布、D型布、S型布、或高硅氧布；有机材料为聚酯、聚胺、聚丙烯酸、聚酰亚胺、芳纶、聚四氟乙烯、或间规聚苯乙烯制造的织布或无纺布或纸；所述金属箔，为铜、黄铜、铝、镍、或这些金属的合金或复合金属箔，金属箔的厚度为12～150μm。

7.如权利要求5所述的埋容材料，其特征在于，所述预浸料上树脂组合物的组分还包括高介电常数填料，该高介电常数填料为钛酸钡、钛酸锶、钛酸锶钡、钙钛酸钡、钛酸锆铅陶瓷、钛酸铅—铌酸镁铅、碳黑、碳纳米管、金属、金属氧化物粉末中的一种或多种。