CN102775730A - 低介电常数低损耗的浸润料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低介电常数低损耗的浸润料及其应用，所述浸润料包括第一组分，包含环氧树脂；第二组分，包含与所述环氧树脂发生交联反应的化合物；及一种或者多种溶剂。本发明还涉及层压片、介质基板以及多层层压板。与相对现有技术相比，通过引入极性与非极性高分子共聚物或相类似的化合物来降低上述制件的介电常数以及介电损耗。

Description

低介电常数低损耗的浸润料及其应用

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种低介电常数(low dielectric constant)低损耗(low loss)浸润料、用于其制备的组合物、基于上述浸润料制备的介质基板、介质基板应用电磁波通讯领域的层压制件的芯片载体及类似应用。 

背景技术

在通讯系统中，低介电常数低损耗介质基板、PCB板及类似应用件必须的满足很多物理和电性能标准，尤其需要考虑低介电常数、低损耗、优良耐热性、尺寸的稳定性、机械性能以及粘结性及类似性能。鉴于对此类材料成品件的高要求和广泛应用，除了满足上述工作电磁特性之外，同时也是期望此类材料相对低价的原材料、实用容易升级的低成本工艺制备。例如，目前最常用的浸润料、组合物、介质基板、芯片载体及类似应用件是采用玻璃纤维布作为增强材料，环氧树脂作为基体原材料。然而基于上述组合物加工成的应用件的介电常数一般4.5左右，介电损耗在0.025左右。 

然而上述介质基板、芯片载体及类似应用件的参数指标提升不能满足现在快速发展的电子信息产业的要求，尤其上述介质基板、芯片载体及类似应用件的介电常数性能和介电损耗等方面的性能指标。 

发明内容

基于此，为了提升现有介质基板、芯片载体及类似应用件的参数指标的技术问题，因此提供一种生产用于介质基板、芯片载体及类似应用件的低介电常 数、低损耗的组合物。 

一种低介电常数低损耗的组合物包括： 

玻纤布； 

第一组份，包含环氧树脂；及 

第二组份，包含与所述环氧树脂发生交联反应的化合物。 

进一步地，所述组合物在1GHz频率下工作，具有≤4.0的标称介电常数和≤0.01的电损耗正切量。 

进一步地，所述化合物包含极性高分子与非极性高分子化合的共聚物。 

进一步地，所述共聚物包含苯乙烯马来酸酐共聚物，其分子式如下： 

进一步地，所述化合物包含氰酸酯预聚体。 

进一步地，所述化合物包含由极性高分子与非极性高分子化合的共聚物和氰酸酯预聚体。 

进一步地，所述环氧树脂与共聚物按照官能值的比例进行配制。 

进一步地，所述第一组份与第二组份配制过程中还加入一种或者多种溶剂。 

进一步地，所述一种或者多种溶剂选用丙酮、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺、乙二醇甲醚、甲苯中任意一种或上述两种以上溶剂之间混合形成的混合溶剂。 

进一步地，所述第一组份与第二组份胶化过程中还加入促进剂。 

进一步地，所述促进剂促进第一组份与第二组份胶化时间在200-400秒之间。 

进一步地，所述促进剂促进第一组份与第二组份胶化时间在260秒之间。 

进一步地，所述促进剂可选用叔胺类，咪唑类以及三氟化硼单乙胺中的任意一类或他们之间混合物。 

与相对现有技术相比，通过引入极性与非极性高分子共聚物或相类似的化合物来降低上述制件(天线基板、PCB板、覆铜基板、芯片载体件或类似应用件、单层或多层压压板)的介电常数以及介电损耗。 

具体实施方式

现在详细描述实施例。为了全面理解本发明，在以下详细描述中提到了众多具体细节。但是本领域技术人员应该理解，本发明可以无需这些具体细节而实现。在其他实施方式中，不详细描述公知的方法。过程、组件和电路，以免不必要地使实施例模糊。 

第一类实施方式如下： 

在该类实施方式中，用于生产加工本发明中的介质基板(包括单层或多层层压板片、覆铜基板、PCB板、芯片载体件或类似应用件等)的一些低介电常数低损耗的浸润料。所述浸润料包括：第一组份，包含环氧树脂；第二组份，包含与所述环氧树脂发生交联反应的化合物；及一种或者多种溶剂。其中第一组份和第二组份按照一定比例配置混合。上述第一组份、第二组份及所述一种或者多种溶剂配成所述浸润料。所述浸润料经过搅拌后、将所述一玻纤布浸润所述浸润料中使第一组份与第二组份吸附在玻纤布中或者表面上；然后烘拷所述玻纤布使所述一种或者多种溶剂挥发，并使第一组份与第二组份相互化合交联形成半固化物或者固化物。半固化物是指将吸附第一组份与第二组份的玻纤布在烘拷温度相对较低环境中，第一组份包含环氧树脂与第二组份包含化合物部分发生化合交联反应的软性混合物。固化物是指将吸附第一组份与第二组份的玻纤布在烘拷温度相对较高环境中，第一组份包含环氧树脂与第二组份包含化合物部分发生化合交联反应的刚性强度的混合物。其中所述半固化或固化物在1GHz频率下工作，具有≤4.0的标称介电常数和≤0.01的电损耗正切量。 

在本实施方式中，所述浸润过的玻纤布通过低温烘烤形成半固化物(呈片状)，然后所述半固化物剪裁成剪裁片，根据厚度需要将所述多片剪裁片叠合并 进行热压成本实施所述的多层介质基板(即多层层压板或片)。其中热压工序目的就是使得第一组份包含环氧树脂与第二组份包含化合物全部发生化合交联反应。 

当然也可以理解，所述浸润过的玻纤布直接通过高温烘烤形成固化物，即本发明所述的单层介质基板(即单层层压板或片)。 

在具体的实施例中，所述第二组份的化合物包含由极性高分子与非极性高分子化合的共聚物，如苯乙烯马来酸酐共聚物。可以理解的是，可以与环氧树脂发生化合交联反应的共聚物均可用于本实施方式的配方成份。其中本实施方式的苯乙烯马来酸酐共聚物，其分子式如下： 

在上述苯乙烯马来酸酐共聚物分子式中包含4个苯乙烯。在其他实施方式中，可以选择相应分子量，如苯乙烯马来酸酐共聚物分子式中包含6、8个苯乙烯或者任意个数。环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。 

在其他的实施例中，所述第二组份的化合物还可以选用氰酸酯预聚体或者选用苯乙烯马来酸酐共聚物与氰酸酯预聚体按照任意比例混合的混合物。 

所述环氧树脂与共聚物按照官能值的比例进行配制。在具体的实施例中，所述环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物按照官能值的比例进行配制，然后加入一定量的溶剂配成溶液。所述环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物混合工艺采用常规设备进行加工，如普通搅拌桶以及反应釜使环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物均匀混合，从而使所述溶液中的环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物均匀混合后即是本发明所述浸润料。 

在具体的实施例中，通过加入一定的促进剂促使上述浸润料200-400秒时间内胶化(选用胶化环境温度171℃)，其中促进上述浸润料胶化时间260秒左右(如258-260秒、或250-270秒等)效果较好。所述促进剂可选用包括但不限于叔胺类，咪唑类以及三氟化硼单乙胺中的任意一类或他们之间混合物。 

所述一种或者多种溶剂可以选用包括但不限于丙酮、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺、乙二醇甲醚、甲苯中任意一种或上述两种以上溶剂之间混合形成的混合溶剂。 

在另一实施例中，所述浸润料包括：第一组份，包含环氧树脂；第二组份，包含与所述环氧树脂发生交联反应的化合物；及一种或者多种溶剂。所述第二组份的化合物选用苯乙烯马来酸酐共聚物与氰酸酯预聚体按照任意比例混合的混合物。其中所述氰酸酯预聚体浓度75％。促进剂选用二甲基咪唑；所述溶剂选用丁酮。该实施方式浸润料具体配方如下表： 

在上述配方中同时加入了苯乙烯马来酸酐共聚物和氰酸酯预聚体，两者均与环氧树脂均能发生化合交联反应。 

第二类实施方式如下： 

在本发明第二类实施方式中，生产本发明中的介质基板(包括单层或多层层压板片、覆铜基板、PCB板、芯片载体件或类似应用件等)的一些低介电常 数低损耗的组合物(也可称之复合物或复合材料)，所述组合物包括玻纤布、第一组份及第二组份，第一组份包含环氧树脂；第二组份包含与所述环氧树脂发生交联反应的化合物。其中所述组合物在1GHz频率下工作，具有≤4.0的标称介电常数和≤0.01的电损耗正切量。其中本实施方式中，所述组合物在1GHz频率下工作，具有≤0.005的电损耗正切量。 

所述组合物制造过程还包括如下工艺： 

首先，将第二组份包含与所述环氧树脂发生交联的反应的化合物与所述环氧树脂按照官能值的比例进行配制，然后加入一定量的溶剂配成溶液。在具体的实施例中，所述化合物包含极性高分子与非极性高分子化合的共聚物，其中较佳实施例的共聚物可以选用苯乙烯马来酸酐共聚物。所述环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物混合工艺采用常规设备进行加工，如普通搅拌桶以及反应釜使环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物均匀混合。其中本实施方式的苯乙烯马来酸酐共聚物，其分子式如下： 

在上述苯乙烯马来酸酐共聚物分子式中包含4个苯乙烯。在其他实施方式中，可以选择相应分子量，如苯乙烯马来酸酐共聚物分子式中包含6、或8个苯乙烯。环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物。 

在其他的实施例中，所述第二组份的化合物还可以选用氰酸酯预聚体或者选用苯乙烯马来酸酐共聚物与氰酸酯预聚体按照任意比例混合的混合物。 

在具体的实施例中，使所述溶液中的环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物在一定条件下能进行化合交联反应，发生化合交联反应后依附于所述玻纤布，从而形成本发明的介质基板。 

所述一种或者多种溶剂可以选用包括但不限于丙酮、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺、乙二醇甲醚、甲苯中任意一种或上述之间混合溶剂。 

所述溶液一具体实施例各种成分比例如下表： 

上述溶液配方包括环氧树脂、苯乙烯马来酸酐共聚物、氰酸酯预聚体、促进剂二甲基咪唑及一种溶剂丁酮。在上述配方中同时加入了苯乙烯马来酸酐共聚物和氰酸酯预聚体，两者均与环氧树脂能化合交联。 

然后，从上述溶液中提取所述少量测试样本，在某一特定温度环境测试所述溶液胶化时间，通过添加促进剂来调节所述溶液在该特定温度环境的胶化时间。可以通过加入一种或多种促进剂促使上述溶液在200-400秒时间内胶化，其中所述某一特定温度环境可是单一一温度值或者一选定的特定温度范围，在本实施方式，通过设定在171摄氏度环境进行胶化时间，使得上述溶液在胶化时间260秒左右(如258-260秒、或250-270秒等)效果较佳。所述促进剂可选用包括但不限于选用叔胺类，咪唑类以及三氟化硼单乙胺中的任意一类或他们之间混合物。 

第三步，当上述测试样本在200-400秒时间范围内胶化时，将玻纤布在所述溶液中浸润后取出烘干，形成组合物。在该具体步骤中，将玻纤布浸入溶液中充分浸润保证所述环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物吸附在玻纤布中或者表面上，然后浸入溶液的玻璃布通过悬挂于鼓风干燥箱在180℃烘烤5分钟左右，目 的就是将溶剂丁酮充分挥发，并且使得所述环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物化合交联反应，玻璃布与所述化合交联反应的产物制得半固化组合物。可以理解的是，延长烘烤时间和或提高烘烤温度，即可形成固化组合物。一般大量工业生产采用垂直上胶机中浸胶子系统和烘箱子系统中完成。 

最后，将烘干的化组合物与导电箔进行压合。在该具体步骤中，将烘干的化组合物(半固化板或半固化片)与导电箔在真空热压机中压合。所述导电箔选用包含铜、银、金、铝或上述材料合金材料等制得的导电材料。由于铜材料的价格相对较低，因此选用铜制成的导电箔适用产业化。 

同时为了适用天线系统或电子设备一些性能参数要求，将多片半固化板或半固化片进行层压形成多层层压板。应用这些层压板可以有效减少天线复合损耗，进而保证天线辐射增益值。 

利用上述组合物、单层片半固化板或半固化片、多层层压板加工成天线基板、PCB板、覆铜基板、芯片载体件或类似应用件，通过引入极性与非极性高分子共聚物的形式来降低上述制件(天线基板、PCB板、覆铜基板、芯片载体件或类似应用件、单层或多层压压板片)的介电常数以及介电损耗，从而满足其在电子设备中应用的需求。 

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。 

Claims (18)

1.一种低介电常数低损耗的浸润料，其特征在于，包括

第一组分，包含环氧树脂；

第二组分，包含与所述环氧树脂发生交联反应的化合物；及

一种或者多种溶剂。

2.根据权利要求1所述的浸润料，其特征在于：所述化合物包含由极性高分子与非极性高分子化合的共聚物。

3.根据权利要求2所述的低损耗浸润料，其特征在于：所述共聚物包含苯乙烯马来酸酐共聚物，其分子式如下：

4.根据权利要求1所述的浸润料，其特征在于：所述化合物包含氰酸酯预聚体。

5.根据权利要求1所述的浸润料，其特征在于：所述化合物包含氰酸酯预聚体和由极性高分子与非极性高分子化合的共聚物。

6.根据权利要求5所述的低损耗浸润料，其特征在于：所述共聚物包含苯乙烯马来酸酐共聚物，其分子式如下：

7.根据权利要求2或5所述的浸润料，其特征在于：所述环氧树脂与共聚物按照官能值的比例进行配制。

8.根据权利要求3或6所述的浸润料，其特征在于：所述环氧树脂与苯乙烯马来酸酐共聚物按照官能值的比例进行配制。

9.根据权利要求1所述的浸润料，其特征在于：所述苯乙烯马来酸酐共聚物与氰酸酯预聚体按照任意比例混合。

10.根据权利要求1所述的浸润料，其特征在于：所述一种或者多种溶剂选用丙酮、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺、乙二醇甲醚、甲苯中任意一种或上述两种以上溶剂之间混合形成的混合溶剂。

11.根据权利要求1所述的浸润料，其特征在于：所述第一组分与第二组分胶化过程中还加入促进剂。

12.根据权利要求11所述的浸润料，其特征在于：所述促进剂促进第一组分与第二组分胶化时间在260秒左右。

13.根据权利要求12所述的浸润料，其特征在于：所述促进剂可选用叔胺类，咪唑类以及三氟化硼单乙胺中的任意一类或他们之间混合物。

14.一种层压片，通过将玻纤布浸入如权利要求1-13任意所述的浸润料并烘干制成。

15.根据权利要求14所述的层压片，其特征在于：所述层压片在1GHz频率下工作，具有≤4.0的标称介电常数和≤0.01的电损耗正切量。

16.一种介质基板，通过将如权利要求14或15所述层压片与导电箔在压合制得。

17.根据权利要求16所述的层压片，其特征在于：所述导电箔采用铜、银、金、铝或上述材料合金材料等制得。

18.一种多层层压板，通过将多层如权利要求14或15所述层压片相互压合制得。