CN102532593B - 一种低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料及其制备方法 - Google Patents

一种低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102532593B
CN102532593B CN201110452332.XA CN201110452332A CN102532593B CN 102532593 B CN102532593 B CN 102532593B CN 201110452332 A CN201110452332 A CN 201110452332A CN 102532593 B CN102532593 B CN 102532593B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
clad plate
thermal conductivity
stopping composition
high thermal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201110452332.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN102532593A (zh
Inventor
侯书恩
梁厚双
靳洪允
黄运雷
高强
程旬
金玥
张�杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Geosciences
Original Assignee
China University of Geosciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Geosciences filed Critical China University of Geosciences
Priority to CN201110452332.XA priority Critical patent/CN102532593B/zh
Publication of CN102532593A publication Critical patent/CN102532593A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102532593B publication Critical patent/CN102532593B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

一种低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料及其制备方法，其特征在于：该功能填充料为非晶态，其化学组成为：SiO240%~75%、Al2O36%~30%、B2O35%~28%、CaO5%~25%，其余量为不可避免的杂质。它是将按重量分数计为：石英砂30~65份、刚玉粉6~25份、硼酸12~30份、方解石10~34份，选取原料混匀备用；高温熔制，然后待温度下降100-300℃后保温至少1h，取出并快速冷却处理而得非晶态块体；经破碎、磨细处理即得。该功能填充料硬度适当、导热系数高、适于作低硬度、高导热系数覆铜板用填充材料。

Description

一种低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于覆铜板的功能填充材料，特别是一种低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料。
背景技术
    印制线路板(Printed Circuit Board，简称PCB)是当代电子行业的重要部件，随着电子行业的进步，PCB基板材料覆铜板（Copper Clad Laminate,简称CCL）如今正在快速的向着更高性能发展。PCB在人类生活中几乎无处不在，大到卫星、导弹、航天飞机，小到移动电话、便携式音乐播放器、遥控器，只要是有集成电路就有必须使用印制线路板，因为PCB的主要作用就是使集成电路上的电子元器件实现电气互连。而覆铜板作为印制电路板的基体材料起到的作用主要有三点：导电、绝缘和支撑。随着数字通讯的高速发展，许多电子产品不仅要求多功能，而且在外观上不断推进它的轻薄化，在这种情况下需要印制线路板的层数更多、厚度更薄。如普通移动电话的主板每层绝缘层厚度已经从150μm，发展到每层100μm、80μm厚，多层板逐步实现规模化的生产。但在实现覆铜板轻薄化过程中，基板会因厚度降低而刚性同时被削弱，而可能会导致印制线路板制造过程中的操作性变差，制出的印制线路板在回流焊、波峰焊中容易产生翘曲。而在提高薄板的刚性方面，加入填充料是一种有成效的、较低成本的措施。
    最近，在覆铜板中使用填充料(Fillers)已成为覆铜板技术开发中的重要环节。世界很多著名的覆铜板生产厂家都把填充料作为一个非常重要的课题来研究以期突破。
以往覆铜板中使用的填料多为氢氧化铝或氢氧化镁。但氢氧化铝在200多摄氏度就开始分解，不耐热冲击，230℃，300℃，530℃三个阶段释放出结晶水，特别是采用无铅焊接工艺时，无铅焊料的共熔点相对于传统的锡铅焊料大幅提高，如果单纯使用氢氧化铝填充料，高的焊接温度会导致氢氧化铝失水气化，容易引起板材分层起泡，严重时甚至爆板。
近年来的研究进展表明，二氧化硅微粉的各项性能相对于其他的无机填料来说都有优势，例如：耐热性（1700℃）、机械性能、电性能以及在树脂体系中的分散性。此外，微小的平均粒径(有的品种最小可达到0.25μm)、较低介电常数(低于氢氧化铝、滑石粉、E-玻璃纤维等）以及低吸水性等，都是二氧化硅微粉无机填料越来越被覆铜板业者所青睐原因。然而，硅微粉在解决覆铜板所存在的技术难题中的作用并非是万能的，它还存在着制造成本过高、应用工艺性尚待彻底解决等问题。另外，现阶段其在实际应用过程中所存在的最大问题还是由于硅微粉硬度过高（结晶型硬度为7、熔融型硬度为6.5），导致孔加工性变差、钻头磨损过大、孔壁粗糙。但如果直接减少硅微粉的含量，整个覆铜板的导热率、热膨胀系数、介电性等都会受到影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足而提供一种低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料及其制备方法。该功能填充料硬度低、导热系数高，适于作覆铜板用填充材料。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料，其特征在于：该功能填充料为非晶态，其化学组成按重量百分数计为：SiO2 40%~75%、Al2O3 6%~30%、B2O3 5%~28%、CaO 5%~25%，其余量为不可避免的杂质。
上述低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料的制备方法，包括以下步骤：
1）按重量分数计为：石英砂30~65份、刚玉粉6~25份、硼酸12~30份、方解石10~34份，选取原料，混匀备用；
2）高温熔制，然后待温度下降100-300℃后保温至少1h，取出并快速冷却处理而得非晶态块体；
3）经破碎、磨细处理即得。
按上述方案，所述石英砂原料中SiO2 含量不少于99%。
按上述方案，所述刚玉粉原料中Al2O3不少于99%。
    按上述方案，所述硼酸原料中H3BO3不少于99%。
    按上述方案，所述方解石原料中CaCO3不少于99%。
按上述方案，所述步骤（2）中的熔制温度为1300℃~1700℃，熔制时间为1~5个小时。
本发明的有益效果是：本发明通过选用石英砂、刚玉粉、硼酸、方解石作混合原料，通过高温熔制，然后降温快速冷却，将各自主成分SiO2、Al2O3、B2O3、CaO优良性能互补，而得到一种非晶态、低硬度、高导热的功能填充料。与普通硅微粉填充材料相比，硬度大幅降低（莫氏硬度5-6），能够有效改善覆铜板钻孔加工工艺，延长钻头的使用寿命；而与传统氢氧化铝填充料相比，覆铜板可耐更高的温度而不会变形，具有良好的耐热性，且具有更高的导热系数。因此其作为覆铜板填充料，可改善覆铜板的各项性能，如：提高导热系数、改善基板受机械冲击的耐裂纹性、提高耐酸碱性，改善印制电路板的钻孔加工工艺，延长钻头使用寿命等。
附图说明
图1为实施例1的XRD谱图；
图2为实施例4的XRD谱图。
具体实施方式
以下结合具体实例对发明的发明内容进行进一步说明：
实施例1：
按各原料组分重量配比为：石英砂65份、刚玉粉14份、硼酸11份、方解石10份，选取原料，利用混样器将原料混合均匀；然后装入刚玉坩埚中，置于高温炉中在1700℃熔制5h，然后降温至1400℃保温1h，取出并快速冷却处理而得非晶态块体；最后利用颚式破碎机对样品进行破碎至200目，然后使用气流磨对样品进行磨细得样品1，对样品进行XRD测试，（见图1），由图可得：样品为非晶态。经化学分析的含量组成和具体性状指标如表1所示：   
                           表1 样品1的含量组成和性状指标
SiO2(wt%) 72.2
Al2O3(wt %) 14.5
CaO(wt %) 6.3
B2O3(wt %) 6.2
灼烧失量(%) 0.58
密度（g/m3） 2.47
莫氏硬度 5.5
白度 93
D50(μm) 3.5
导热系数（W/(m·k)） 1.12
折射率 1.52
实例2：
按各原料组分重量配比为：石英砂40重量份、刚玉粉25重量份、硼酸15重量份、方解石20重量份，选取原料，利用混样器将原料混合均匀；然后装入刚玉坩埚中，置于高温炉中在1500℃熔制2h，然后降温至1300℃保温2h，取出并快速冷却处理而得非晶态块体；最后利用颚式破碎机对样品进行破碎至200目，然后使用气流磨对样品进行磨细处理得样品2。经化学分析的含量组成和具体性状指标如表2所示： 
表2样品2的含量组成和性状指标
SiO2(wt %) 47.6
Al2O3(wt %) 29.7
CaO(wt %) 13.2
B2O3(wt %) 8.6
灼烧失量(%) 0.54
密度（g/m3） 2.49
莫氏硬度 5.0
白度 94
D50(μm) 3.2
导热系数（W/(m·k)） 1.10
折射率 1.51
实施例3：
按各原料组分重量配比为：石英砂40份、刚玉粉6份、硼酸30份、方解石24份，选取原料，利用混样器将原料混合均匀；然后装入刚玉坩埚中，置于高温炉中在1400℃熔制3h，然后降温至1300℃保温3h，取出并快速冷却处理而得非晶态块体；最后利用颚式破碎机对样品进行破碎至300目，然后使用气流磨对样品进行磨细得到样品3。经化学分析的含量组成和具体性状指标如表3所示： 
表3 样品3的含量组成和性状指标
SiO2(wt %) 52.1
Al2O3(wt %) 7.6
CaO(wt %) 22.2
B2O3(wt %) 17.3
灼烧失量(%) 0.55
密度（g/m3） 2.42
莫氏硬度 5.0
白度 94
D50(μm) 3.3
导热系数（W/(m·k)） 1.13
折射率 1.49
实施例4：
按各原料组分重量配比为：原料各组分配比（重量）为：石英砂42份、刚玉粉9份、硼酸15份、方解石34份，选取原料，利用混样器将原料混合均匀；然后装入刚玉坩埚中，置于高温炉中在1400℃熔制2h，然后降温至1200℃保温4h，取出并快速冷却处理而得非晶态块体；最后利用颚式破碎机对样品进行破碎至200目，然后使用气流磨对样品进行磨细得到样品4，对样品进行XRD测试（见图2），由图可得：样品为非晶态。经化学分析的含量组成和具体性状指标如表4所示： 
表4 样品4的含量组成和性状指标
SiO2(wt %) 52.6
Al2O3(wt %) 11.5
CaO(wt %) 23.9
B2O3(wt %) 11.3
灼烧失量(%) 0.59
密度（g/m3） 2.37
莫氏硬度 5.0
白度 92
D50(μm) 3.0
导热系数（W/(m·k)） 1.08
折射率 1.50
实施例5：
按各原料组分重量配比为：石英砂30份、刚玉粉6份、硼酸30份、方解石34份，选取原料，利用混样器将原料混合均匀；后装入刚玉坩埚中，置于高温炉中在1300℃熔制1h，然后降温至1200℃下保温1h，取出并快速冷却处理而得非晶态块体；最后利用颚式破碎机对样品进行破碎至300目，然后使用气流磨对样品进行磨细得到样品5，经化学分析的含量组成和具体性状指标如表5所示： 
表5样品5的含量组成和性状指标
SiO2(wt %) 41.2
Al2O3(wt %) 8.1
CaO(wt %) 26.3
B2O3(wt %) 23.6
灼烧失量(%) 0.64
密度（g/m3） 2.41
莫氏硬度 5.0
白度 93
D50(μm) 2.8
导热系数（W/(m·k)） 1.14
折射率 1.55

Claims (7)

1.一种低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料，其特征在于：该填充料为非晶态，其化学组成为：SiO2 40%~75%、Al2O3 6%~30%、B2O3 5%~28%、CaO 5%~25%，其余量为不可避免的杂质，其制备方法包括以下步骤：
按重量份数计为：石英砂30~65份、刚玉粉6~25份、硼酸12~30份、方解石10~34份，选取原料，混匀备用；
1300℃~1700℃高温熔制，然后待温度下降100-300℃后保温至少1h，取出并快速冷却处理而得非晶态块体；
经破碎、磨细处理即得。
2.根据权利要求1所述的低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
按重量份数计为：石英砂30~65份、刚玉粉6~25份、硼酸12~30份、方解石10~34份，选取原料，混匀备用；
1300℃~1700℃高温熔制，然后待温度下降100-300℃后保温至少1h，取出并快速冷却处理而得非晶态块体；
经破碎、磨细处理即得。
3.根据权利要求2所述的低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料的制备方法，其特征在于：所述石英砂原料中SiO2 含量不少于99%。
4.根据权利要求2所述的低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料的制备方法，其特征在于所述刚玉粉原料中Al2O3不少于99%。
5.根据权利要求2所述的低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料的制备方法，其特征在于所述硼酸原料中H3BO3不少于99%。
6.根据权利要求2所述的低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料的制备方法，其特征在于所述方解石中原料CaCO3不少于99%。
7.根据权利要求2所述的低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料的制备方法，其特征在于：所述熔制时间为1~5个小时。
CN201110452332.XA 2011-12-30 2011-12-30 一种低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料及其制备方法 Expired - Fee Related CN102532593B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110452332.XA CN102532593B (zh) 2011-12-30 2011-12-30 一种低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110452332.XA CN102532593B (zh) 2011-12-30 2011-12-30 一种低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102532593A CN102532593A (zh) 2012-07-04
CN102532593B true CN102532593B (zh) 2014-04-09

Family

ID=46340716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110452332.XA Expired - Fee Related CN102532593B (zh) 2011-12-30 2011-12-30 一种低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102532593B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103555002B (zh) * 2013-11-05 2015-06-10 重庆市锦艺硅材料开发有限公司 覆铜板用无机填料的制备方法
JP7426771B2 (ja) * 2018-04-11 2024-02-02 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサの製造方法
CN110435255A (zh) * 2019-07-24 2019-11-12 浙江华正新材料股份有限公司 绝缘层、金属基覆铜板
CN111499193B (zh) * 2020-04-20 2022-08-26 王新宇 一种覆铜板用软硅复合填料及其制备方法
CN115521731A (zh) * 2022-10-11 2022-12-27 江苏联瑞新材料股份有限公司 一种高导热、低机械加工磨损性的功能填料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101323703A (zh) * 2008-07-29 2008-12-17 武汉科技学院 一种聚氨双马来酰亚胺树脂组合物、制备方法及其在覆铜板中的应用
CN101328277A (zh) * 2008-07-28 2008-12-24 广东生益科技股份有限公司 一种复合材料、用其制作的高频电路基板及制作方法
CN101547558A (zh) * 2009-04-21 2009-09-30 无锡宏仁电子材料科技有限公司 一种覆铜箔基板及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101328277A (zh) * 2008-07-28 2008-12-24 广东生益科技股份有限公司 一种复合材料、用其制作的高频电路基板及制作方法
CN101323703A (zh) * 2008-07-29 2008-12-17 武汉科技学院 一种聚氨双马来酰亚胺树脂组合物、制备方法及其在覆铜板中的应用
CN101547558A (zh) * 2009-04-21 2009-09-30 无锡宏仁电子材料科技有限公司 一种覆铜箔基板及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102532593A (zh) 2012-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102532593B (zh) 一种低硬度、高导热系数覆铜板用功能填充料及其制备方法
CN101280125B (zh) 电子级低热膨胀系数覆铜板用超细硅微粉的生产方法
CN106007387A (zh) 一种低热膨胀高强度微晶玻璃材料及其制备方法
JP3426926B2 (ja) 配線基板およびその実装構造
US20080242787A1 (en) Eucryptite ceramic filler and insulating composite material containing the same
JPWO2012015015A1 (ja) ガラスセラミックス組成物、発光素子用基板、および発光装置
CN110395912A (zh) 一种低介电常数电子级玻璃纤维及其制备方法
JP2004107112A (ja) 低誘電率低誘電正接ガラス繊維
CN103011606B (zh) 大规模集成电路基板用电子级超细e-玻璃粉的制备方法
JP2624149B2 (ja) 低温焼成ガラスセラミック基板用組成物
TW201534573A (zh) 陶瓷配線基板、陶瓷配線基板用陶瓷生胚片、及陶瓷配線基板用玻璃陶瓷粉末
CN106045323A (zh) 一种高热膨胀系数陶瓷材料及其制备方法
CN103360621A (zh) 一种具有低的热膨胀系数的覆金属箔板中的填料及其制备方法
TWI388623B (zh) A thermosetting epoxy resin composition for improving the drilling processability of printed circuit boards
JP2002137937A (ja) 低誘電率低誘電正接ガラス繊維
CN102676893B (zh) 一种高导热镁基合金材料、覆铜板及其制备方法
JP2002137938A (ja) 低誘電率低誘電正接ガラス繊維
JPS6331420B2 (zh)
JPS636499B2 (zh)
CN103450499A (zh) 一种具有好的绝缘性的覆金属箔板中的填料及其制备方法
JPH01141837A (ja) 回路基板用誘電体材料
JPH0617250B2 (ja) ガラスセラミツク焼結体
KR101975458B1 (ko) 인쇄회로기판 필러용 알루미나 파우더 제조 방법 및 이를 포함하는 인쇄회로기판용 수지 조성물
CN103360725A (zh) 一种绝缘性好的热固性树脂组合物、预浸料及覆金属箔板
JP7195693B2 (ja) 低熱膨張係数を有するガラス組成物及びそのガラス繊維

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140409

Termination date: 20171230