CN102031008A

CN102031008A - 高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法

Info

Publication number: CN102031008A
Application number: CN 201010547836
Authority: CN
Inventors: 黄伟壮
Original assignee: Shengyi Technology Co Ltd
Current assignee: Shengyi Technology Co Ltd
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2030-11-17
Also published as: CN102031008B

Abstract

本发明涉及一种高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，包括步骤如下：步骤一、提供电子级玻璃纤维扁平布；所述电子级玻璃纤维扁平布的标称单位面积质量为15-50g/m²，其经纬纱间隙面积为0-0.01mm²；步骤二、制备高含量填料的树脂胶液，其中填料所占重量百分比为15-60％；步骤三、将电子级玻璃纤维扁平布含浸上述高含量填料的树脂胶液，烘烤，即制得高含量填料胶系的薄型半固化片。本发明的高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，有效解决薄型半固化片的表观针孔缺陷，提高其合格率，保证使用其制作的覆铜板的电性能及可靠性，进而保证PCB板的电绝缘性能，提高产品质量。

Description

高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法

技术领域

本发明涉及覆铜板领域，特别涉及一种高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法。

背景技术

覆铜板层压板，作为印制电路板的基础材料，是将浸以树脂(胶液)的增强材料(如电子级玻纤布)，经过烘烤变成具有一定固化程度的半固化片，然后将一张或多张半固化片按一定的配本结构要求叠合一起，并一面或两面覆以铜箔，经过热压而制成的一种复合材料。

在IPC4412中“印制板用处理E玻璃纤维布规范”对玻璃纤维布的型号作了明确规定，作为电气和电子用层压板常用的增强材料玻璃纤维型号列举如下表1：

表1、常用电子玻璃纤维布基本物理特性

印制电路板用经处理的“E”玻璃纤维布是一种平纹组织的纤维布，该织物的每根经纱从一根纬纱上和后一根纬纱下穿过，每根纬纱从一根经纱上和后一根经纱下穿过，每隔一根交错一次。它是根据不同的纱号将一定数量的单根纱加捻后形成经纱和纬纱，再由经纱和纬纱交错编织而成。平纹织物为均匀的棋盘格子图形，玻璃纤维布会在经纬纱交织点之间形成空隙，该区域没有被玻璃纱覆盖。在IPC-4412-2002中对印制电路板用由“E”级玻璃纤维玻璃布规范中，没有对经纬纱的宽度作规定，也没有对经纬纱间的空隙面积要求作相应的规定说明。

专利号为201220995的实用新型专利公开了一种电子级玻璃纤维扁平布，其特征规定了每束经纱和纬纱的宽度，纱束变宽，纱束间空隙变小几乎消失，电子扁平布均匀性提高，适用于高精度、高性能的覆铜板；专利号为CN201220996的实用新型专利公开了一种电子级玻璃纤维超薄布，其特征界定了每束经纬纱的宽度范围，纱束松散后结构更均匀。相对于普通布，可以提高覆铜板表观和耐折曲性能。以上两项关于电子玻璃纤维薄型扁平布的实用新型专利内容中，均没有涉及到玻璃布经纬纱空隙面积的说明，同时也没有指出该扁平薄型电子纤维布适用于特定胶系的领域。

近几年，在覆铜板(CCL)中应用无机填料技术已经成为该行业技术开发中的一个重要课题。在覆铜板中引入无机填料可以改善板材的机械性能、耐热性能、电气性能、尺寸稳定性等特性。因此越来越多的覆铜板产品使用无机填料来改善以上的一项或多项性能。填料的种类很多，应用于覆铜板中的无机填料一般有：氢氧化铝、硅微粉、滑石粉、高岭土、碳酸钙等。典型的覆铜板所用的胶液配方包括：树脂、固化剂、促进剂、溶剂和填料。根据胶系中填料的含量进行划分如下表2：

表2、不同填料重量含量比例的胶系分类

酚醛树脂是以酚类化合物与醛类化合物缩聚而成。FR-4胶系配方传统使用的Dicy固化剂有潜伏性、粘结性好的优点，但存在吸湿性强，耐热性差的缺点。选择线性酚醛作为树脂体系的主固化剂已成为当前的一种技术潮流，它能够改善产品的尺寸稳定性、耐湿热性和耐化学性，还有利于提高覆铜板的耐金属离子迁移，增强产品的可靠性。目前，对于106、1080普通薄型玻纤布在浸渍线性酚醛固化的含高含量填料胶系后，经烘箱烘烤形成的半固化片的表观极易出现针孔问题。该半固化片的表观针孔缺陷是在玻纤布经纬纱之间的空隙区由于没有被树脂覆盖而出现的空洞现象。如上胶机生产普通106薄型纤维布树脂含量为71％的半固化片时，半固化片的表观针孔数量非常多，表观质量明显不合格，半固化片每300×300mm范围区域内有25～30个针孔缺陷。

对于以上的半固化片针孔问题，通过调节胶系指标、上胶机参数设置等常规的工艺手段都很难有明显的改善效果。因而，生产薄型半固化片的合格率因表观质量问题而大幅度降低，增加了产品的制造成本。使用有表观针孔缺陷的半固化片压制板材，特别是对于单张半固化片配料结构的板材会影响到覆铜板本身的电性能和可靠性，进而会影响PCB板的电绝缘性能，无疑增大了产品质量问题的风险。随着PCB生产工艺不断向高多层HDI方向发展，对106薄型半固化片的需求量也日益增大，因而如何改善含高填料比例胶系的薄型半固化片的表观针孔问题来保证产品质量在受控范围之内，已成为一个亟待解决的实际问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，有效解决薄型半固化片的表观针孔缺陷，保证使用其制作的覆铜板的电性能及可靠性。

为实现上述目的，本发明提供一种高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，包括步骤如下：

步骤一、提供电子级玻璃纤维扁平布；所述电子级玻璃纤维扁平布的标称单位面积质量为15-50g/m²，其经纬纱间隙面积为0-0.01mm²；

步骤二、制备高含量填料的树脂胶液，其中填料所占重量百分比(占总组分的重量百分比，总组分中不包括溶剂)为15-60％；

步骤三、将电子级玻璃纤维扁平布含浸上述的高含量填料的树脂胶液，烘烤，即制得高含量填料胶系的薄型半固化片。

所述高含量填料胶系的薄型半固化片的树脂含量为60-80％。

所述填料为氢氧化铝、二氧化硅、云母粉、硅微粉、滑石粉、高岭土、碳酸钙、滑石粉等中的一种或几种。

本发明提供另一种高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，包括步骤如下：

步骤二、制备高含量填料的树脂胶液，其中的填料所占重量百分比(占总组分的重量百分比，不包括溶剂)为15-60％，且该高含量填料的树脂胶液包括线性酚醛树脂固化剂；

步骤三、将电子级玻璃纤维扁平布含浸上述高含量填料的树脂胶液，烘烤，即制得高含量填料胶系的薄型半固化片。

所述线性酚醛树脂固化剂中的酚醛树脂的数均分子量为1200-2000。

所述高含量填料胶系的薄型半固化片的树脂含量为60-80％。

本发明的有益效果是：本发明的高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，有效解决薄型半固化片的表观针孔缺陷，提高其合格率，保证使用其制作的覆铜板的电性能及可靠性，进而保证PCB板的电绝缘性能，提高产品质量。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式详细描述，以使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1为本发明一实施例的高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法流程图；

图2为本发明另一实施例的高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法流程图。

具体实施方式

本发明一实施例的高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，如图1所示，其包括步骤如下：

步骤一S1、提供电子级玻璃纤维扁平布；该电子级玻璃纤维扁平布的标称单位面积质量为15-50g/m²，其经纬纱间隙面积为0-0.01mm²；

步骤二S2、制备高含量填料的树脂胶液；该高含量填料的树脂胶液配方采用现有技术，包括：树脂、固化剂、促进剂、溶剂和填料；其中填料所占重量百分比(占总组分的重量百分比，总组分中不包括溶剂)为15-60％，填料为氢氧化铝、二氧化硅、云母粉、硅微粉、滑石粉、高岭土、碳酸钙、滑石粉等中的一种或几种，树脂可为环氧树脂胶系、丙烯酸酯胶系、聚酯胶系、聚氨酯胶系或聚酰亚胺胶系的树脂。

步骤三S3、将电子级玻璃纤维扁平布含浸上述的高含量填料的树脂胶液，烘烤，即制得高含量填料胶系的薄型半固化片。烘烤条件可为现有技术。所制得的高含量填料胶系的薄型半固化片的树脂含量为60-80％。

本发明另一实施例的高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，如图2所示，其包括步骤如下：

步骤一S1’、提供电子级玻璃纤维扁平布；该电子级玻璃纤维扁平布的标称单位面积质量为15-50g/m²，其经纬纱间隙面积为0-0.01mm²；

步骤二S2’、制备高含量填料的树脂胶液；该高含量填料的树脂胶液配方采用现有技术，包括：树脂、固化剂、促进剂、溶剂和填料；其中填料所占重量百分比(占总组分的重量百分比，总组分中不包括溶剂)为15-60％，填料为氢氧化铝、二氧化硅、云母粉、硅微粉、滑石粉、高岭土、碳酸钙、滑石粉等中的一种或几种，树脂可为环氧树脂胶系、丙烯酸酯胶系、聚酯胶系、聚氨酯胶系或聚酰亚胺胶系的树脂，固化剂采用线性酚醛树脂固化剂，所述线性酚醛树脂固化剂中的酚醛树脂的数均分子量为1200-2000。

步骤三S3’、将电子级玻璃纤维扁平布含浸上述高含量填料的树脂胶液，烘烤，即制得高含量填料胶系的薄型半固化片。烘烤条件可为现有技术。所制得的高含量填料胶系的薄型半固化片的树脂含量为60-80％。

对于高含量填料胶系出现薄型半固化片的针孔问题的主要缘由：a、由于胶系中含有15％以上重量百分比的填料，对于一定树脂含量的半固化片除去填料后实际的树脂含量是偏少的。同时每种填料具有吸油值，填料在树脂胶系中分散过程中，需要树脂逐渐润湿和包覆住填料表面，这样导致树脂绝对量会更少，从而没有足够的树脂去覆盖经纬纱之间的空隙区。半固化片的表观针孔问题会随着树脂含量的降低而更加严重。b、玻璃纤维布与树脂胶系接触浸润时，树脂流动成膜逐步填充覆盖玻璃布经纬纱之间的空隙区。但当树脂胶系自身的成膜能力不足时，半固化片会形成局部的表面张力梯度差，胶液趋向收缩而导致向玻璃布经纬纱空隙区的铺展能力不够，产生树脂膜层厚度不均一。在经纬纱构成的方形孔中，越往空隙中心处的树脂膜层厚度越薄，当低于某个临界值时就出现了该空隙区完全无树脂的情况，即形成了半固化片的“针孔”缺陷。在树脂胶系中以线性酚醛树脂为固化剂，当该树脂数均分子量分布在1000以下时，树脂成膜能力较差，出现薄型半固化片经纬纱空隙区无树脂填充的表观质量问题也明显严重。

不同数均分子量的线性酚醛树脂的成膜能力对比试验：

将两种数均分子量分别为800～1000和1200～1500的酚醛树脂使用丁酮溶剂调节到合适粘度，旋转粘度测试树脂粘度稳定在450厘泊左右。将树脂滴定在聚酰亚胺(PI)离型膜和18um电解铜箔的光面上，使用KRUSS接触角测试仪检测树脂铺展在介质上稳定后的接触角。通过接触角测试表征出酚醛树脂的成膜能力。

表3、不同数均分子量的线性酚醛树脂的成膜能力对比

从上表3数据表明，数均分子量大的酚醛树脂较数均分子量小的酚醛树脂的接触角小、成膜能力好。

实施例1：

制备高含量填料的树脂胶液，其中填料占总组分的重量百分比为20％，使用经纬纱空隙面积为0.005～0.008mm²的106薄型电子级玻璃纤维扁平布(扁平薄型106)浸润于高含量填料的树脂胶液中，烘烤制得树脂含量为71％的106高含量填料胶系的薄型半固化片，该制得的半固化片相较于采用普通薄型106玻璃纤维布的半固化片，其表观没有针孔问题，提高了产品的合格率。对比如下表4所示：

表4、本发明的半固化片与现有的半固化片的表观对比

实施例2：

在实施例1的基础上，在高含量填料的树脂胶液中使用一种数均分子量范围在1200～2000的线性酚醛树脂固化剂，使用106薄型电子级玻璃纤维扁平布(扁平薄型106)浸润于该高含量填料的树脂胶液中，烘烤制得树脂含量为71％的106高含量填料胶系的薄型半固化片，该制得的半固化片相较于采用普通薄型106玻璃纤维布的半固化片，其表观可完全避免针孔缺陷，大大提高了产品的合格率。对比如下表5所示：

表5、本发明的半固化片与现有的半固化片的表观对比

综上所述，本发明的高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，有效解决薄型半固化片的表观针孔缺陷，提高其合格率，保证使用其制作的覆铜板的电性能及可靠性，进而保证PCB板的电绝缘性能，提高产品质量。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤二、制备高含量填料的树脂胶液，其中填料所占重量百分比为15-60％；

2.如权利要求1所述的高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，其特征在于，所述高含量填料胶系的薄型半固化片的树脂含量为60-80％。

3.如权利要求1所述的高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，其特征在于，所述填料为氢氧化铝、二氧化硅、云母粉、硅微粉、滑石粉、高岭土、碳酸钙、滑石粉中的一种或几种。

4.一种高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤二、制备高含量填料的树脂胶液，其中的填料所占重量百分比为15-60％，且该高含量填料的树脂胶液包含线性酚醛树脂固化剂；

5.如权利要求4所述的高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，其特征在于，所述线性酚醛树脂固化剂中的酚醛树脂的数均分子量为1200-2000。

6.如权利要求4所述的高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，其特征在于，所述高含量填料胶系的薄型半固化片的树脂含量为60-80％。

7.如权利要求4所述的高含量填料胶系的薄型半固化片的生产方法，其特征在于，所述填料为氢氧化铝、二氧化硅、云母粉、硅微粉、滑石粉、高岭土、碳酸钙、滑石粉中的一种或几种。