CN102173131A - 一种高漏电起痕指数覆铜箔板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高漏电起痕指数覆铜箔板及其制备方法，该覆铜箔板主要由多官能团环氧树脂和辅料以特殊配比调制后的粘合剂，涂覆胶液于玻璃纤维布之上，再覆上铜箔经热压而制备获得，板厚为0.05～3.2mm，所用铜箔厚度为1/3oz～5oz。由本发明制备的环氧玻璃布基覆铜箔板具有耐CAF性及尺寸稳定性、低的Z-CTE值与吸水率、良好的机械加工性、耐电化性、耐燃性等特性。
Description
技术领域
本发明涉及电子信息技术产品制备领域，具体涉及一种中高漏电起痕指数覆铜箔板及其制备方法，该产品及方法可以广泛适用于PCB行业中覆铜箔板的生产。
背景技术
随着国民经济的快速发展，越来越多的家用电器产品进入普通国民家庭，而电子电气工业的迅速发展恰好满足了国内日益增长的电子消费需求。等离子显示屏、LCD、电视机、冰箱、洗衣机等家电产品所用的主基板都需用到具有良好电绝缘性能的覆铜板。作为印制电路制造行业的重要基础材料，覆铜箔板是指增强材料浸以树脂胶液，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，已广泛应用于信息、通讯、军事、航天、仪器仪表、电源、汽车电器等等。
环氧树脂对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，树脂胶液经固化后具有良好的绝缘性、耐热性、柔韧性、机械加工性以及尺寸稳定性，因而被广泛应用作覆铜板的层压料以及半导体材料。“轻薄短小”化已经成为电子业界激烈竞争的口号，即生产的电子电气产品向小型化、薄型化、多功能、高性能方向发展，促使印制电路板实现高密度安装。由于印制电路板上的电子元器件密度越来越大、线宽越来越窄、信号频率越来越高、层数越来越多，这就必需要有高可靠性的覆铜箔板层压板作为支撑。因此，覆铜板的电气安全性，特别是覆铜板的耐漏电痕迹性，是一个很重要的安全特性项目，越来越受到人们关注。基板漏电痕迹是指电子产品在使用过程中，PCB的线路表面间隔的位置长时间受到尘粒的堆积、水分的结露或潮气和具有正负离子污染物等影响而形成碳化导电电路的痕迹，在施加了电压下发生闪络放电产生电火花，造成绝缘性能的破坏。而相比漏电起痕指数(ComparativeTracking Index，CTI)则是这一性能的一个重要参考指标。CTI值越大其耐漏电起痕指数越高，绝缘性越好。
为了提高基板材料的电气安全性，高相比漏电起痕指数覆铜板成为必然选择，CTI达到600V的要求已经越来越普遍，成为一种发展趋势，而传统的FR-4往往只能达到175V左右。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种高漏电起痕指数覆铜箔板及其制备方法
为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：
高漏电起痕指数覆铜箔板，主要由多官能团环氧树脂和辅料以特殊配比调制后的粘合剂，涂覆胶液于玻璃纤维布之上，再覆上铜箔经热压而制备获得，板厚为0.05～3.2mm，所用铜箔厚度为1/3oz～5oz。
粘合剂的主要组成成份按照质量配比为：
溴化双酚A型环氧树脂，70～120份；
双氰胺，0.5～4.5份；
二甲基咪唑，0.02～0.2份；
氢氧化铝，35～70份；
硅烷，0.2～0.5份；
二甲基甲酰胺，20～45份；
丙酮，5～12份。
高漏电起痕指数覆铜箔板的制备方法，包括以下步骤，
1)调胶；
a)按配方量在搅拌槽内依次加入二甲基甲酰胺、丙酮、硅烷，开启高速搅拌器，转速1000～1500转/分，保持持续搅拌并控制槽体温度在20～50℃，再加入氢氧化铝，添加完毕后持续搅拌30～60分钟；
b)在搅拌槽内按配方量依次加入溴化双酚A型环氧树脂、双氰胺，以1000～1500转/分转速搅拌30～40分钟，并同时开启冷却水循环与高效剪切及乳化1～2小时，控制搅拌槽槽体温度在20～50℃；
c)按配方量称取二甲基咪唑，加入丙酮，使二甲基咪唑溶解完全，确认无结晶后将完全溶解的二甲基咪唑加入搅拌槽内，并持续保持1000～1500转/分搅拌至上胶半固化片，调胶完成；
2)上胶，制半固化片；
a)将粘合剂循环到上胶机，经过预浸、主浸，将粘合剂均匀涂覆于玻璃纤维布上；上胶线速控制为8～15m/min；
b)涂覆粘合剂的玻璃纤维布经150℃～220℃烘干箱烘烤，使溶剂挥发，粘合剂初步反应固化，制得半固化片；
半固化片物性参数控制：凝胶化时间：90～150秒，树脂含量质量百分比为43％～51％，树脂比例流量为20％～25％，挥发分＜0.65％；
3)排版、压制；
将半固化片裁切成同样尺寸大小，4～10张一组，再与铜箔叠合，然后压制；
压制参数控制如下：
a.压力：140～500psi；
b.温度：110～220℃；
c.真空度：0.030～0.080Mpa；
d.压制时间：90～110分钟；
e.固化时间：40～60分钟。
上述环氧玻璃布基覆铜箔板可以有各种类型的规格尺寸，如：36×48、36.5×48.5、37×49、40×48、40.5×48.5、41×49、42×48、42.5×48.5、43×49等(单位：英寸)。
玻璃纤维布可选用E级，规格可选用101、104、106、1078、1080、1086、2113、2313、2116、1506或7628等各类。
铜箔可选用1/3oz、Hoz、1oz、2oz、3oz、4oz或5oz等。
有益效果，由本发明制备的环氧玻璃布基覆铜箔板具有耐CAF性及尺寸稳定性、低的Z-CTE值与吸水率、良好的机械加工性、耐电化性、耐燃性等特性。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
制备高漏电起痕指数覆铜箔板主要原料为：
1、玻璃纤维布，E级，其组分为：
| SiO2 | 55.2％ | Na2O和K2O | 0.5％ |
| AL2O3 | 14.8％ | B2O3 | 7.3％ |
| CaO | 18.6％ | Fe2O3 | 0.3％ |
| MgO | 3.3％ |
性能指标：
| 检验项目名称 | 单位 | 技术要求 | 检验结果 |
| 厚度 | mm | 0.18±0.018 | 0.182 |
| 重量 | g/m2 | 210±3 | 209.3 |
| 经纱密度 | Yarns/5cm | 87±2 | 88 |
| 纬纱密度 | Yarns/5cm | 67±2 | 67 |
| 经向断裂强度 | N/2.5cm | ≥295 | 508.3 |
| 纬向断裂强度 | N/2.5cm | ≥250 | 326.1 |
| 燃烧损失率 | ％ | 0.08±0.03 | 0.09 |
| 碱金属氧化物含量 | ％ | ≤0.8 | 0.37 |
该玻璃纤维布电绝缘性好，抗拉强度高，尺寸稳定、耐高温，是良好的增强绝缘材料。
2、溴化双酚A型环氧树脂
化学组成：溴化双酚A型环氧树脂(80％)+丙酮(20％)
树脂成分要求：
| 项目 | 规格参数 |
| 环氧当量EEW(g/eq) | 350～380 |
| 可水解氯(ppm) | 300MAX |
| 固形份(wt％) | 79～81 |
| 溴含量(wt％) | 10～15 |
| 颜色 | 棕色 |
溴化双酚A型环氧树脂固化后具有普通Tg，热压过程中树脂动黏度变化小、加工温度范围宽、硬化性完全，易于操作且品质稳定。
粘合剂的参考配方：
| 物料 | 按重量配比 |
| 溴化双酚A型环氧树脂 | 90 |
| 双氰胺 | 2.6 |
| 二甲基咪唑 | 0.10 |
| 氢氧化铝 | 40 |
| 硅烷 | 0.30 |
| 二甲基甲酰胺 | 30 |
| 丙酮 | 10 |
3、电解铜箔
性能指标(HOZ)：
| 检验项目名称 | 单位(/条件) | 技术要求 | 检验结果 |
| 标重 | g/m2 | 153±5 | 153.6 |
| Ra | um | ＜0.43 | 0.28 |
| Rz | um | ＜5.1 | 4.73 |
| 抗剥强度 | N/mm | ＞1.05 | 1.71 |
| 抗拉强度 | Kg/mm2 | ＞28 | 35.8 |
| 延伸率 | ％ | ＞8 | 11 |
| 氧化性 | 200℃/0.5h | Pass | Pass |
下面以三种举例来详细说明如何制备制备高漏电起痕指数覆铜箔板。
实施例1：
1.调胶配方比例(按重量份额计)：
溴化双酚A型环氧树脂∶双氰胺∶二甲基咪唑∶氢氧化铝∶硅烷∶二甲基甲酰胺∶丙酮
90∶2.6∶0.10∶40∶0.30∶30∶10
2.上胶烘烤： 半固化片上胶速度 14m/min
3.半固化片控制参数：凝胶时间 120秒
树脂含量 48.5％
树脂流动度 21.8％
挥发份 0.32％
4.板材排版结构： 8张7628半固化片 压合后厚度1.6mm
5.压板参数： 真空度 -0.085MPa
压力 250-450psi
热盘温度 120-220℃
固化时间 45分钟
6.基板性能参数：
实施例2：
1.调胶配方比例(按重量份额计)：
溴化双酚A型环氧树脂∶双氰胺∶二甲基咪唑∶氢氧化铝∶硅烷∶二甲基甲酰胺∶丙酮
80∶2.0∶0.13∶45∶0.30∶35∶10
2.上胶烘烤： 半固化片上胶速度 12m/min
3.半固化片控制参数：凝胶时间 110秒
树脂含量 48.8％
树脂流动度 20.7％
挥发份 0.34％
4.板材排版结构：8张7628半固化片 压合后厚度1.6mm
5.压板参数：真空度 -0.090MPa
压力 260-475psi
热盘温度 150-210℃
固化时间 50分钟
6.基板性能参数：
实施例3：
1.调胶配方比例(按重量份额计)：
溴化双酚A型环氧树脂∶双氰胺∶二甲基咪唑∶氢氧化铝∶硅烷∶二甲基甲酰胺∶丙酮
110∶3.4∶0.08∶45∶0.30∶40∶5
2.上胶烘烤： 半固化片上胶速度 15m/min
3.半固化片控制参数：凝胶时间 130秒
树脂含量 48.2％
树脂流动度 20.7％
挥发份 0.36％
4.板材排版结构：8张7628半固化片 压合后厚度1.6mm
5.压板参数： 真空度 -0.090MPa
压力 240-550psi
热盘温度 140-210℃
固化时间 55分钟
6.基板性能参数：
上述制得的环氧玻璃布基覆铜箔板具有高CTI值，尺寸稳定性、低Z-CTE值、低吸水率、优秀的耐CAF性能、良好的机械加工性、耐电化性、耐燃性等特性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (4)
1.高漏电起痕指数覆铜箔板，其特征在于，主要由多官能团环氧树脂和辅料以特殊配比调制后的粘合剂，涂覆胶液于玻璃纤维布之上，再覆上铜箔经热压而制备获得，板厚为0.05～3.2mm，所用铜箔厚度为1/3oz～5oz。
2.根据权利要求1所述的高漏电起痕指数覆铜箔板，其特征在于，粘合剂的主要组成成份按照质量配比为：
溴化双酚A型环氧树脂，70～120份；
双氰胺，0.5～4.5份；
二甲基咪唑，0.02～0.2份；
氢氧化铝，35～70份；
硅烷，0.2～0.5份；
二甲基甲酰胺，20～45份；
丙酮，5～12份。
3.高漏电起痕指数覆铜箔板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，
1)调胶；
a)按配方量在搅拌槽内依次加入二甲基甲酰胺、丙酮、硅烷，开启高速搅拌器，转速1000～1500转/分，保持持续搅拌并控制槽体温度在20～50℃，再加入氢氧化铝，添加完毕后持续搅拌30～60分钟；
b)在搅拌槽内按配方量依次加入溴化双酚A型环氧树脂、双氰胺，以1000～1500转/分转速搅拌30～40分钟，并同时开启冷却水循环与高效剪切及乳化1～2小时，控制搅拌槽槽体温度在20～50℃；
c)按配方量称取二甲基咪唑，加入丙酮，使二甲基咪唑溶解完全，确认无结晶后将完全溶解的二甲基咪唑加入搅拌槽内，并持续保持1000～1500转/分搅拌至上胶半固化片，调胶完成；
2)上胶，制半固化片；
a)将粘合剂循环到上胶机，经过预浸、主浸，将粘合剂均匀涂覆于玻璃纤维布上；上胶线速控制为8～15m/min；
b)涂覆粘合剂的玻璃纤维布经150℃～220℃烘干箱烘烤，使溶剂挥发，粘合剂初步反应固化，制得半固化片；
半固化片物性参数控制：凝胶化时间：90～150秒，树脂含量质量百分比为43％～51％，树脂比例流量为20％～25％，挥发分＜0.65％；
3)排版、压制；
将半固化片裁切成同样尺寸大小，4～10张一组，再与铜箔叠合，然后压制。
4.根据权利要求3所述的高漏电起痕指数覆铜箔板的制备方法，其特征在于，步骤3)中，压制参数控制如下：
a.压力：140～500psi；
b.温度：110～220℃；
c.真空度：0.030～0.080Mpa；
d.压制时间：90～110分钟；
e.固化时间：40～60分钟。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110907 |