CN102390127B

CN102390127B - 铁基覆铜箔层压板及其制备方法

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Publication number: CN102390127B
Application number: CN201110224598.9A
Authority: CN
Inventors: 马憬峰
Original assignee: GOLDENMAX INTERNATIONAL TECHNOLOGY (ZHUHAI) Ltd
Current assignee: GOLDENMAX INTERNATIONAL TECHNOLOGY (ZHUHAI) Ltd
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2031-08-05
Also published as: CN102390127A

Abstract

本发明公开一种铁基覆铜箔层压板及其制备方法，铁基覆铜箔层压板，包括铁基板、微孔磷化膜、小分子底胶层、半固化片及铜箔；微孔磷化膜位于铁基板上表面，小分子底胶层位于微孔磷化膜上方，所述半固化片设置在小分子底胶层上方。制备方法主要是通过对铁基板表面进行化学处理，使得其表面形成一层稳固的带微孔的磷化膜，进而在微孔磷化膜上设置小分子底胶层，小分子底胶可以很好地渗透到磷化膜的微孔中，然后再通过小分子底胶层与半固化片层压粘接。本发明提供的铁基覆铜箔层压板结构更加稳定，大大降低了分层引起的不良率。

Description

铁基覆铜箔层压板及其制备方法

技术领域

本发明涉及覆铜箔层压板技术领域，具体涉及铁基覆铜箔层压板及其制备方法。

背景技术

随着电子仪器、仪表功能化发展，与之相适应地，对电子产品的基本骨架----覆铜箔层压板也提出了功能化的要求。金属基覆铜板的典型代表有铝基覆铜板和铁基覆铜板，铝基覆铜板已形成市场化，因其具有良好的导热性能而被广泛应用于大功率模块电路及大功率照明产品中；铁基覆铜板具有导磁性的特殊功能而被应用在特殊的领域，如高性能磁盘驱动器、无刷直流电动机、录像机等一些具有磁要求的电子电器产品中。

传统的铁基覆铜板是对铁基进行机械打磨，使得其形成粗糙表面，然后与半固化片压制而成。但是，铁基与半固化片直接压合的方式，绝缘层与基板之间的粘接强度是很低的，在PCB加工过程或元器件焊接过程，绝缘层与铁基很易分层。另外，铁基覆铜板过焊爆板分层的另一个因素，就是对受潮很敏感，绝缘层极易受潮吸水，这与绝缘层的化学结构有着关系。

因此，铁基覆铜板性能的稳定性，与其制作工艺着很大的关系，现有制造技术还尚未成熟，需要进一步的开发。

发明内容

本发明目的是提供一种铁基覆铜箔层压板及其制备方法，通过新的制备方法形成新的结构，以保证铁基与绝缘层间的粘结强度更高，结构更稳定。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种铁基覆铜箔层压板，包括铁基板、半固化片及铜箔；其特征在于：还包括微孔磷化膜和小分子底胶层，微孔磷化膜位于铁基板上表面，小分子底胶层位于微孔磷化膜上方，所述半固化片设置在小分子底胶层上方。

铁基板上表面形成有若干细微的凸点，微孔磷化膜的若干微孔位于小凸点处。

一种制备上述铁基覆铜层压板的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)用有机溶剂对铁基板表面进行清洗，除去表面的油污；(2)对铁基板的粘接表面进行机械抛磨，在粘接表面形成若干细微的凸点；(3)将抛磨后的铁基板在磷化液中磷化，使得在粘接表面形成一层薄的具有微孔的磷化膜，并水洗烘干；(4)制作小分子底胶并将其涂设在磷化膜上层；(5)制作半固化片；(6)将上述步骤加工后的铁基板、半固化片及铜箔叠片并装配在热压机中压制。

步骤(3)中，磷化液的配方为：磷酸30～50g/L、缓蚀盐2～5g/L；温度控制为室温；时间为1～2min；磷化后水洗并于100～110℃下烘干。

此外，在步骤(3)形成磷化膜后还包括对磷化膜进行活化处理的步骤：用刷涂或辊涂的方式，向形成有磷化膜的粘接面涂上活化偶联剂，室温凉干，撕掉保护膜，并于120～180℃下活化8～12min；活化液配比按质量比计如下：5～10％的偶联剂；30～40％的丙酮；50～60％的乙醇。

步骤(4)中，所述小分子底胶的成份按质量比计包括：45～50％的E型二官能环氧树脂；4～7％的高聚缩丁醛；10～15％的3，3′-二氯-4，4′-二胺基二苯甲烷；35～40％的二甲基甲酰胺；控制小分子底胶胶液的凝胶化时间GT：10～15min/170±1℃。

步骤(5)中，半固化片的胶液的组成按质量比计为：38～45％的E型二官能溴化环氧树脂；5～7％的E型二官能环氧树脂；5～8％的邻甲酚酚醛环氧树脂；2～5％的高聚缩丁醛；15～20％的3，3′-二氯-4，4′-二胺基二苯甲烷；28～35％的二甲基甲酰胺；控制半固化片胶液的凝胶化时间GT：5～8min/170±1℃。

本发明的技术方案从基板表面处理、底胶工艺及半固化片树脂体系三方面调整，为良好的层间粘接奠定了基础，其综合性能完全可以满足后期PCB制程及焊接的要求，主要是通过对铁基板表面进行化学处理，使得其表面形成一层稳固的带微孔的磷化膜，进而在微孔磷化膜上设置小分子底胶层，小分子底胶可以很好地渗透到磷化膜的微孔中，然后再通过小分子底胶层与半固化片层压粘接。本发明提供的铁基覆铜箔层压板结构更加稳定，大大降低了分层引起的不良率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的铁基覆铜箔层压板的制作流程图。

图2为本发明实施例提供的铁基覆铜箔层压板的结构分解示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供的铁基覆铜箔层压板的制作流程包括：铁基板表面除垢处理、铁基板表面粗化处理、铁基板表面磷化处理、磷化膜活化处理、小分子底胶制备与涂胶、半固化片制备、叠片和压制。下面分别详细说明：

一、铁基板表面除垢处理：用有机溶剂对镀锌冷轧钢板表面进行清洗，以除去表面的油污。

二、铁基板表面粗化处理：

①先在铁基板一面贴上保护膜，在另一面进行表面处理，做为粘接表面。

②用八十目不织布辊磨板机对铁基板的粘接表面进行机械抛磨，在粘接表面形成若干细微的凸点，然后水洗。

三、铁基板表面磷化处理：

①在磷化液中磷化，使得在粘接表面形成一层薄的具有微孔的磷化膜，微孔位于凸点处；再水洗。磷化液配方：磷酸40g/L、缓蚀盐3g/L；温度：室温；时间：2min。

②水洗后于105℃下烘干。

三、磷化膜活化处理：用刷涂或辊涂的方式，向形成有磷化膜的粘接面涂上活化偶联剂，室温凉干，撕掉保护膜，并于150℃下活化10min；活化液配比如下(质量比)：10％的偶联剂；30％的丙酮；60％的乙醇。

四、小分子底胶的制备与涂胶：

①底胶成份(按质量比)：48％的E型二官能环氧树脂(环氧值：0.4～0.5)；5％的高聚缩丁醛；10％的3，3′-二氯-4，4′-二胺基二苯甲烷；37％的二甲基甲酰胺。

胶液的凝胶化时间GT：15min/170±1℃，采用较长的GT，B阶级涂胶基板烘烤时间较长，为小分子挥发份的散发的提供了足够的时间。

②涂胶：采用200目的丝网漏印的方式将底胶印涂到活化后的铁基板表面。

烘板：在150～180℃下热风烘干6～10min；底胶胶层厚度：20～50μm；底胶凝胶化时间：4～6min/170±1℃。

五、半固化片制备：

①半固化片胶液的组成(质量比)：40％的E型二官能溴化环氧树脂(环氧值：0.14～0.23)；5％的E型二官能环氧树脂(环氧值：0.4～0.5)；5％的邻甲酚酚醛环氧树脂(环氧值：0.4～0.45)；2％的高聚缩丁醛；15％的3，3′-二氯-4，4′-二胺基二苯甲烷；33％的二甲基甲酰胺。

胶液的凝胶化时间GT：5～8min/170±1℃。

②半固化片制备

采用E型无碱玻璃纤维布1080型，于立式上胶机上浸胶，制备半固化片，控制半固化片含胶量RC：60±2％；控制凝胶化时间GT：3～4min/170±1℃；控制挥发物含量：≤0.7％

六、叠片和压制：将上述步骤加工后的铁基、半固化片及铜箔叠片并装配在热压机中压制，此处不再赘述。

如图2所示，经上述制备方法制作的铁基覆铜箔层压板的结构包括：铁基板11、微孔磷化膜12、小分子底胶层13、半固化片14及铜箔15。微孔磷化膜12位于铁基板上表面，小分子底胶层位于微孔磷化膜上方，所述半固化片设置在小分子底胶层上方。其中，铁基板11上表面在粗话处理时形成有若干细微的凸点111，微孔磷化膜的若干微孔位于小凸点处。

本发明的技术方案从基板表面处理、底胶工艺及半固化片树脂体系三方面调整，为良好的层间粘接奠定了基础，其综合性能完全可以满足后期PCB制程及焊接的要求，具体体现在：

(1)铁基板表面经过处理后粗化度提高，进而通过磷化反应形成具有若干微孔的磷化膜，其粘接界面比传统工艺大了很多，磷化膜中存含有大量的极性基团，这样就形成了具有较强物理键、化学键性能的活性粘接界面。

(2)本发明还考虑到光有磷化膜还是不利于大分子树脂的渗透、粘接，所以，需要先以小分子底胶层作为过渡，使其先与铁基板粘接，小分子树脂更容易渗透到基板磷化膜的微孔中，然后再与主绝缘层的半固化片层压粘接。

(3)主绝缘层的半固化片采用高耐热、韧性好的大分子环氧树脂配方，配合大分子芳香胺作为固化剂，提高了绝缘层的耐热性、韧性、抗潮性。

Claims

1.一种铁基覆铜箔层压板，包括铁基板、半固化片及铜箔；其特征在于：还包括微孔磷化膜和小分子底胶层，微孔磷化膜位于铁基板上表面，小分子底胶层位于微孔磷化膜上方，所述半固化片设置在小分子底胶层上方；所述小分子底胶的成份按质量比计包括：45～50%的E型二官能环氧树脂；4～7%的高聚缩丁醛；10～15%的3,3′—二氯—4,4′—二胺基二苯甲烷；35～40%的二甲基甲酰胺；控制小分子底胶胶液的凝胶化时间GT：10～15min/170±1℃。

2.根据权利要求1所述的铁基覆铜箔层压板，其特征在于：铁基板上表面形成有若干细微的凸点，微孔磷化膜的若干微孔位于小凸点处。

3.一种制备权利要求1所述铁基覆铜箔层压板的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）用有机溶剂对铁基板表面进行清洗，除去表面的油污；（2）对铁基板的粘接表面进行机械抛磨，在粘接表面形成若干细微的凸点；（3）将抛磨后的铁基板在磷化液中磷化，使得在粘接表面形成一层薄的具有微孔的磷化膜，并水洗烘干；磷化液的配方为：磷酸30～50g/L、缓蚀盐2～5g/L；温度控制为室温；磷化时间为1～2min；磷化后水洗并于100～110℃下烘干；形成磷化膜后还包括对磷化膜进行活化处理的步骤：用刷涂或辊涂的方式，向形成有磷化膜的粘接面涂上活化偶联剂，室温凉干，撕掉保护膜，并于120～180℃下活化8～12min；活化液配比按质量比计如下：5～10%的偶联剂；30～40%的丙酮；50～60%的乙醇；（4）制作小分子底胶并将其涂设在磷化膜上层；（5）制作半固化片；（6）将上述步骤加工后的铁基板、半固化片及铜箔叠片并装配在热压机中压制。

4.根据权利要求3所述的铁基覆铜箔层压板的制备方法，其特征在于：步骤（2）中是用八十目不织布辊磨板机对铁基板的粘接表面进行机械抛磨。

5.根据权利要求3所述的铁基覆铜箔层压板的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，半固化片的胶液的组成按质量比计为：38～45%的E型二官能溴化环氧树脂；5～7%的E型二官能环氧树脂；5～8%的邻甲酚酚醛环氧树脂；2～5%的高聚缩丁醛；15～20%的3,3′—二氯—4,4′—二胺基二苯甲烷；28～35%的二甲基甲酰胺；控制半固化片胶液的凝胶化时间GT：5～8min/170±1℃。