CN102206399A - 低介电常数的覆铜箔层压板用组合物及使用其制作的覆铜箔层压板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低介电常数的覆铜箔层压板用组合物及使用其制作的覆铜箔层压板，该低介电常数的覆铜箔层压板用组合物，包括：热固性树脂，1-30重量份的中空填料，1-50重量份的低吸水率填料，及0.5-5重量份的处理剂，该处理剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或长链有机硅处理剂。使用该组合物制作的覆铜箔层压板，包括数个叠合的预浸体、及压覆于数个叠合的预浸体一面或两面上的铜箔，每一预浸体包括基料及通过含浸干燥后附着在基料上的低介电常数的覆铜箔层压板用组合物。本发明将中空填料配合低吸水率填料的使用和特种处理剂的使用来改善中空填料与树脂界面，从而降低板材吸水率，获得降低的介电常数的覆铜箔层压板。

Description

低介电常数的覆铜箔层压板用组合物及使用其制作的覆铜箔层压板

技术领域

本发明涉及一种组合物，尤其涉及一种低介电常数的覆铜箔层压板用组合物及使用其制作的低介电常数的覆铜箔层压板。

背景技术

现代高频通信的发展对材料的电性能提出了越来越高的要求，尤其是高频用低介电常数层压板。一般来说，复合材料的有效介电常数可以近似于各组分的介电常数与其在复合材料中占用体积分数的加权和。由于中空填料大部分体积是空气(介电常数在1.2-2.0)，所以具有较低的介电常数。关于中空填料在复合材料的研究很多，其中中空填料在覆铜板中相关专利如下：Polyclad在1997的专利US5670250是关于中空无机填料的组合物在覆铜板的使用，限制了中空填料的含量和与熔融硅微粉的配合使用。而很多专利通过限定中空填料的类型来规避专利，如US5591684，限定了中空填料的成份，如各种氧化物的比例；WO2007125891限定了中空填料的中空率为70％，平均粒径在3-20μm等。也有关于高分子中空微球的专利，如JP20031471662A2专利使用中空塑料球来降低板材介电常数；专利CN201010283828用聚四氟乙烯微粉降低板材吸水性。

然而中空填料的具体应用不多，很重要的一个原因是由于中空填料与树脂界面差，中空填料由于表面没有可与树脂反应的基团，与树脂结合力不好，界面较大。这些界面在潮湿环境中容易吸收水份，使板材吸水率的增大，在板材经过高温环境中如线路板的装配工序，因水份蒸发成水蒸气产生巨大的蒸汽压从而使板材产生分层、爆板的问题。同时由于水份是强极性物质，板材吸水率的增大，也会造成板材介电常数的升高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低介电常数的覆铜箔层压板用组合物，将中空填料配合低吸水率填料和特定处理剂来改善中空填料与树脂界面，降低板材的吸水率，获得低介电常数的层压板。

本发明的另一目的在于提供一种使用上述组合物制作的覆铜箔层压板，具有低介电常数的同时具有低吸水率低。

为实现上述目的，本发明提供一种低介电常数的覆铜箔层压板用组合物，其包括：热固性树脂，1-30重量份的中空填料，1-50重量份的低吸水率填料，及0.5-5重量份的处理剂，该处理剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或长链有机硅处理剂。

所述中空填料的平均粒径小于15微米。

所述低吸水率填料包括平均粒径为0.1-3微米的球形硅微粉、无机纳米填料或低吸水率的有机树脂粉。

所述无机纳米填料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛或纳米蒙脱土，低吸水率的有机树脂粉为聚四氟乙烯微粉或聚苯乙烯微粉。

所述热固性树脂用量为15-90重量份。

所述热固性树脂包括双官能团或多官能团环氧树脂，为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型、联苯型环氧树脂、萘类环氧树脂、脂环族类环氧树脂、苯酚-酚醛型环氧、邻甲酚-酚醛性环氧、双酚A-酚醛型环氧、间苯二酚型环氧树脂、聚乙二醇型环氧树脂、三官能团环氧树脂、四官能团环氧树脂、环戊二烯或二环二烯与酚类缩聚树脂的环氧树脂、异氰酸酯改性的环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、海因环氧树脂、经萜烯改性的环氧树脂、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物改性环氧树脂、10-(2，5-二羟基苯基)-9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物改性环氧树脂、及10-(2，9-二羟基萘基)-9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物改性环氧树脂中的一种或多种。

本发明还提供一种使用上述组合物制作的覆铜箔层压板，其包括：数个叠合的预浸体、及压覆于数个叠合的预浸体一面或两面上的铜箔，每一预浸体包括基料及通过含浸干燥后附着在基料上的低介电常数的覆铜箔层压板用组合物。

该低介电常数的覆铜箔层压板用组合物包括：热固性树脂，1-30重量份的中空填料，1-50重量份的低吸水率填料，0.5-5重量份的处理剂，该处理剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或长链有机硅处理剂。

所述热固性树脂用量为15-90重量份。

所述中空填料的平均粒径小于15微米。

所述低吸水率填料包括平均粒径为0.1-3微米的球形硅微粉、无机纳米填料或低吸水率的有机树脂粉，无机纳米填料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛或纳米蒙脱土，低吸水率的有机树脂粉为聚四氟乙烯微粉或聚苯乙烯微粉。

本发明的有益效果：本发明将中空填料配合低吸水率填料的使用和特种处理剂的使用来改善中空填料与树脂界面，从而降低板材吸水率，获得降低的介电常数的覆铜箔层压板。

具体实施方式

本发明提供一种低介电常数的覆铜箔层压板用组合物，按固体重量份计算，其包括组分及其重量份如下：热固性树脂15-90重量份，1-30重量份的中空填料，1-50重量份的低吸水率填料，及0.5-5重量份的处理剂，该处理剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或长链有机硅处理剂。

通过在实验中发现，中空填料在应用中有吸水率大的问题，本发明将中空填料配合低吸水率填料的使用和特种处理剂的使用来改善中空填料与树脂界面，从而降低板材吸水率，获得降低的介电常数的层压板。

所述的处理剂实质上是一类具有有机官能团的有机物质，在其分子中同时具有能和无机质材料(如玻璃、硅砂、金属等)化学结合的反应基团及与有机质材料(合成树脂等)化学结合的反应基团。因此，通过使用处理剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质悬殊的材料连接在一起，提高复合材料的性能和增加粘接强度的作用。板材组分中引入处理剂可以使处理剂吸附在中空填料上，使中空填料表面有可以与树脂反应的基团，从而提高中空填料与树脂的结合力，改善中空填料与树脂的界面，降低板材的吸水率，提高板材耐热性。板材组分中引入低吸水率填料对中空填料形成阻隔作用，降低其吸水率。同时实验中发现加入低吸水率填料也可改善中空填料与树脂的界面，从而降低板材的吸水率。

所述中空填料的平均粒径小于15微米。所述低吸水率填料包括平均粒径为0.1-3微米的球形硅微粉、无机纳米填料或低吸水率的有机树脂粉，其中无机纳米填料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛或纳米蒙脱土等，低吸水率的有机树脂粉为聚四氟乙烯微粉或聚苯乙烯微粉等。

所述热固性树脂采用现有技术中所用的热固性树脂，包括双官能团或多官能团环氧树脂，为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型、联苯型环氧树脂、萘类环氧树脂、脂环族类环氧树脂、苯酚-酚醛型环氧、邻甲酚-酚醛性环氧、双酚A-酚醛型环氧、间苯二酚型环氧树脂、聚乙二醇型环氧树脂、三官能团环氧树脂、四官能团环氧树脂、环戊二烯或二环二烯与酚类缩聚树脂的环氧树脂、异氰酸酯改性的环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、海因环氧树脂、经萜烯改性的环氧树脂、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物改性环氧树脂、10-(2，5-二羟基苯基)-9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物改性环氧树脂、及10-(2，9-二羟基萘基)-9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物改性环氧树脂等中的一种或多种。该热固性树脂最佳用量为30-70重量份。

使用上述低介电常数的覆铜箔层压板用组合物制作的覆铜箔层压板，其包括：数个叠合的预浸体、及压覆于数个叠合的预浸体一面或两面上的铜箔，每一预浸体包括基料及通过含浸干燥后附着在基料上的低介电常数的覆铜箔层压板用组合物。基料可为玻璃纤维布、碳纤维、硼纤维、金属等的织物或无纺布或纸。

兹将本发明实施例详细说明如下，但本发明并非局限在实施例范围。

实施例1

将100重量份溴化双酚A型环氧树脂(陶氏化学，环氧当量435，溴含量19％，产品名DER530)、3重量份双氰胺，0.05重量份2-甲基咪唑(四国化成)，10重量份中空填料(3M公司，IM30K)，10重量份球形硅微粉(Admatechs，SOC2)，0.2重量份KFl01(日本信越化学)溶于N，N二甲基甲酰胺，配制成65wt％的胶水，然后含浸玻璃纤维布，经过加热干燥后形成预浸体(prepreg)，两面放置铜箔，加压加热制成覆铜箔层压板(铜箔基板)。

实施例2

将100重量份溴化双酚A型环氧树脂(陶氏化学，环氧当量435，溴含量19％，产品名DER530)、3重量份双氰胺，0.05重量份2-甲基咪唑(四国化成)，20重量份中空填料(3M公司，IM30K)，20重量份聚四氟乙烯微粉(苏州诺升，TP200)，0.4重量份KBM403(日本信越化学)溶于N，N二甲基甲酰胺，配制成65wt％的胶水，然后含浸玻璃纤维布，经过加热干燥后形成预浸体(prepreg)，两面放置铜箔，加压加热制成覆铜箔层压板。

实施例3

将100重量份溴化双酚A型环氧树脂(陶氏化学，环氧当量435，溴含量19％，产品名DER530)、3重量份双氰胺，0.05重量份2-甲基咪唑(四国化成)，30重量份中空填料(3M公司，IM30K)，40重量份球形硅微粉(Admatechs，SOC2)，0.6重量份KBM403(日本信越化学)溶于N，N二甲基甲酰胺，配制成65wt％的胶水，然后含浸玻璃纤维布，经过加热干燥后形成预浸体(prepreg)，两面放置铜箔，加压加热制成覆铜箔层压板。

比较例1

将100重量份溴化双酚A型环氧树脂(陶氏化学，环氧当量435，溴含量19％，产品名DER530)、3重量份双氰胺，0.05重量份2-甲基咪唑(四国化成)，10重量份中空填料(3M公司，IM30K)溶于N，N二甲基甲酰胺，配制成65wt％的胶水，然后含浸玻璃纤维布，经过加热干燥后形成预浸体(prepreg)，两面放置铜箔，加压加热制成覆铜箔层压板。

表1各实施例及比较例的覆铜箔层压板性能比较

性能	实施例1	实施例2	实施例3	比较例1
					Dk(1GHz)，50％树脂含量	4.2	3.8	3.6	4.4
吸水率/％(沸水中煮2小时)	0.20	0.23	0.28	0.33

从表1可知，实施例1-3所制得的板材(覆铜箔层压板)吸水率较于比较例所制得的板材吸水率低。

综上所述，本发明将中空填料配合低吸水率填料的使用和特种处理剂的使用来改善中空填料与树脂界面，从而降低板材吸水率，获得降低的介电常数的覆铜箔层压板。

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 (10)

1.一种低介电常数的覆铜箔层压板用组合物，其特征在于，其包括：热固性树脂，1-30重量份的中空填料，1-50重量份的低吸水率填料，及0.5-5重量份的处理剂，该处理剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或长链有机硅处理剂。

2.如权利要求1所述的低介电常数的覆铜箔层压板用组合物，其特征在于，所述中空填料的平均粒径小于15微米。

3.如权利要求1所述的低介电常数的覆铜箔层压板用组合物，其特征在于，所述低吸水率填料包括平均粒径为0.1-3微米的球形硅微粉、无机纳米填料或低吸水率的有机树脂粉。

4.如权利要求3所述的低介电常数的覆铜箔层压板用组合物，其特征在于，所述无机纳米填料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛或纳米蒙脱土，低吸水率的有机树脂粉为聚四氟乙烯微粉或聚苯乙烯微粉。

5.如权利要求1所述的低介电常数的覆铜箔层压板用组合物，其特征在于，所述热固性树脂用量为15-90重量份。

6.如权利要求1所述的低介电常数的覆铜箔层压板用组合物，其特征在于，所述热固性树脂包括双官能团或多官能团环氧树脂，为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型、联苯型环氧树脂、萘类环氧树脂、脂环族类环氧树脂、苯酚-酚醛型环氧、邻甲酚-酚醛性环氧、双酚A-酚醛型环氧、间苯二酚型环氧树脂、聚乙二醇型环氧树脂、三官能团环氧树脂、四官能团环氧树脂、环戊二烯或二环二烯与酚类缩聚树脂的环氧树脂、异氰酸酯改性的环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、海因环氧树脂、经萜烯改性的环氧树脂、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物改性环氧树脂、10-(2，5-二羟基苯基)-9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物改性环氧树脂、及10-(2，9-二羟基萘基)-9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物改性环氧树脂中的一种或多种。

7.一种使用如权利要求1所述的低介电常数的覆铜箔层压板用组合物制作的覆铜箔层压板，其特征在于，其包括：数个叠合的预浸体、及压覆于数个叠合的预浸体一面或两面上的铜箔，每一预浸体包括基料及通过含浸干燥后附着在基料上的低介电常数的覆铜箔层压板用组合物。

8.如权利要求7所述的覆铜箔层压板，其特征在于，该低介电常数的覆铜箔层压板用组合物包括：热固性树脂，1-30重量份的中空填料，1-50重量份的低吸水率填料，0.5-5重量份的处理剂，该处理剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或长链有机硅处理剂。

9.如权利要求8所述的覆铜箔层压板，其特征在于，所述热固性树脂用量为15-90重量份。

10.如权利要求8所述的覆铜箔层压板，其特征在于，所述中空填料的平均粒径小于15微米，所述低吸水率填料包括平均粒径为0.1-3微米的球形硅微粉、无机纳米填料或低吸水率的有机树脂粉，无机纳米填料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛或纳米蒙脱土，低吸水率的有机树脂粉为聚四氟乙烯微粉或聚苯乙烯微粉。