CN103200772B - 一种高cti的pcb板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及印制电路板技术领域，尤其是公开了一种高CTI的PCB板，本发明包括内层芯板和置于内层芯板两侧的高CTI半固化片层，在高CTI半固化片层和内层芯板之间设有隔离层，隔离层的厚度为30μm～230μm；本发明用隔离层将高CTI半固化片层与内层芯板阻隔开，可有效解决高CTI半固化片层与内层芯板的棕化面直接接触，从而造成的多层板受热冲击时容易产生分层的问题，同时提高产品的可靠性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及印制电路板技术领域，尤其涉及一种高CTI的PCB板及其制备方法。
背景技术
随着科技的发展，人民生活的安全性越来越受到社会的广泛关注，为提高电子产品的安全可靠性，特别是在潮湿环境下使用的绝缘材料如电机、电器等，目前电子行业正在开发高绝缘性的产品以保证电子产品的安全可靠性。由于对高分子材料覆铜板所测试的相比漏电起痕指数(Comparative Tacking Inedx,CTI)值在一定程度上可衡量此高分子材料的绝缘安全性能，因此高CTI电子产品的生产工艺研究，已经成为电子行业科技发展研究的趋势。目前普通覆铜板的CTI一般为175V～225V，CTI较低的覆铜板在高温高压潮湿的环境中使用，容易产生漏电起痕。而对于高CTI的覆铜板，CTI可达400V以上。这些年随着电视机的技术不断革新，PDP/LCD电视大量涌现，这些较高端的消费类电器产品如电源基板、LCD产品、等离子显示器等产品内，高CTI的板材的应用也越来越广泛。高CTI产品在此类产品中起到的作用主要是缩小线路间距，布线密度可以大大提升，从而达到整体产品的小型化。
市场上对于高CTI的多层板需求日渐增大，部分PCB客户直接使用高CTI材料生产多层板。由于高CTI的需求是来自表面，所以多层板的叠层中芯板是不需要高CTI材料。从CTI的概念来看绝缘材料因污染、泄漏电流和闪烁放电的综合作用，使其表面受到损失，并逐步形成导电通道，即所谓的“漏电起痕”，这些因素都是来自外部的，而内层线路没有来自外来的污染，而无需高CTI需求。
目前，主要有以下几个途径来提高板材的CTI：1)、采用或添加耐漏电起痕性优异的树脂。树脂的耐漏电起痕性优劣与其结构中基团的碳化程度难易有关。脂环族环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、密胺树脂等的结构中含有大量不易碳化的—CH3、—CH2—、C—N等基团，因此这类树脂的CTI值较高；2)、选择合适的固化剂。常用的固化剂有胺类、咪唑类及酸酐类和线性酚醛树脂等，除线性酚醛树脂外，其它几种固化剂都具有优良的耐力漏电起痕性；3)、添加水合无机填料。这类型填料有氢氧化铝、滑石粉、高岭土等，其中氢氧化铝的效果最好，它在放电作用下还可以引起氧化还原反应，把放电中产生的游离碳，氧化成挥发性碳，达到清除基材表面碳的作用，生产的氧化铝又起到催化作用和导热作用。申请号为200810041976.8的中国专利(CN101654004A)公开了一种CTI覆铜箔层压板的制造方法，通过加入胺类、咪唑类固化剂及氢氧化铝填料来提高基板的CTI值；申请号为200910022894.3的中国专利(CN 101578010A)公开了一种高相比漏电起痕指数无铅兼容CEM-3覆铜板制备方法，在树脂的配方中加入了咪唑类固化剂、硅微粉及氢氧化铝填料来提高板材的CTI值；申请号为201110172060.8的中国专利(CN 102286190A)公开了一种无卤树脂组合物及用该组合物制成的覆铜板，通过使用耐漏电起痕性优异的树脂及咪唑类固化剂来提高板材的CTI值，减少了无机填料Al(OH)3的使用量。
由此可见，目前业界高CTI材料的配方中普遍采用上述三种途径来提高板材的CTI，而加入相对较高比例的Al(OH)3等氢氧化物无机填料来达到高CTI性能是最为常见的手段。目前多层板的制作工艺中，其内层芯板基板采用棕化工艺，棕化的作用主要是粗化铜面生成氧化膜，增强内层铜箔与半固化片的结合能力，棕化的效果是内层线路板板面成为棕色、棕红色或棕褐色，表面色泽均匀、没有擦花、露铜点及轮印，棕化不是直接在内层板铜表面生成一层铜的氧化物，而是在铜表面进行微蚀的同时生成一层极薄的均匀一致的有机金属转化膜。由于棕化层是酸性的，由于Al(OH)3为碱性填料，在约200℃高温就开始发生脱水反应，破坏棕化层，使铜、半固化片发生反应生成铜铵络离子，内层芯板基板棕化层与高CTI半固化片的结合较差，在受热冲击时容易产生分层，进而会影响高CTI成品板的可靠性等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种高CTI的PCB板，它解决了高CTI半固化片与棕化面直接接触，而造成的受热冲击时容易产生分层的问题；本发明的另一目的提供了所述高CTI的PCB板的制备方法。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种高CTI的PCB板，包括内层芯板和置于内层芯板两侧的高CTI半固化片层，其特征在于：在所述高CTI半固化片层和内层芯板之间设有隔离层，所述隔离层的厚度为30μm～230μm。
其中，所述隔离层为半固化片，所述半固化片上的树脂层包括环氧树脂、固化剂和固化剂促进剂。
较佳地，所述半固化片上的树脂层由按重量比算的如下物质组成：
其中，所述隔离层还可以为纯胶膜层，所述纯胶膜层包括环氧树脂、固化剂和固化剂促进剂。
较佳地，所述纯胶膜层由按重量比算的如下物质组成：
所述高CTI半固化片层上的树脂层由按质量比的(单位kg)低溴环氧树脂70、双氰胺2、2-甲基咪唑0.01、二甲基甲酰胺10、氢氧化铝20组成。
较佳地，所述环氧树脂为低溴环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂或氢化双酚A环氧树脂中的一种或几种组合物。
较佳地，所述固化剂为双氰胺，所述固化促进剂为2-甲基咪唑，所述溶剂为二甲基甲酰胺。
一种高CTI的PCB板，包括内层芯板和置于内层芯板两侧的高CTI半固化片层，在所述高CTI半固化片层和内层芯板之间设有隔离层，所述内层芯板为芯板，所述高CTI的PCB板的结构为：铜箔/高CTI半固化片层/隔离层/芯板/隔离层/高CTI半固化片层/铜箔。
一种高CTI的PCB板，包括内层芯板和置于内层芯板两侧的高CTI半固化片层，在所述高CTI半固化片层和内层芯板之间设有隔离层，所述内层芯板为多层板，所述高CTI的PCB板的结构为：铜箔/高CTI半固化片层/隔离层/芯板/粘结片/芯板……芯板/隔离层/高CTI半固化片层/铜箔。
制备所述高CTI的PCB板的方法，将铜箔、至少一个结构单元、铜箔依次叠加后，在热压机中压板制得所述PCB板；其中，所述结构单元由高CTI半固化片层、隔离层、内层芯板、隔离层和高CTI半固化片层依次叠加而得；所述热压机中，热压温度为170～220℃，压力为20～40kg/cm2，热压时间为30～75min。
本发明在高CTI半固化片层和内层芯板之间设有隔离层，隔离层为包括基体树脂、固化剂和促进剂的半固化片或包括环氧树脂、固化剂和促进剂纯胶膜层，隔离层将高CTI半固化片层与内层芯板阻隔开。
一方面，由于隔离层过薄会起不到隔离效果，仍然会有棕化面分层问题，过厚则导致厚度超标，成本增加，因此其厚度优选30μm～230μm。
另一方面，由于隔离层为不含有氢氧化物并有其特殊的组成，不仅可有效解避免CTI半固化片层与内层芯板的棕化面直接接触，避免其破坏棕化层，使铜、半固化片发生反应生成铜铵络离子，内层芯板基板棕化层与高CTI半固化片的结合较差，在受热冲击时容易产生分层，进而不会影响高CTI成品板的可靠性，以及造成的受热冲击时容易产生分层的问题，而且明显提高了产品的可靠性和安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明多层板的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。实施例1
如附图1所示，一种高CTI的PCB板，包括内层芯板3和置于内层芯板3两侧的高CTI半固化片层2，在所述高CTI半固化片层2和内层芯板3之间设有隔离层5，所述内层芯板3为芯板，所述高CTI的PCB板的结构为：铜箔/高CTI半固化片层/隔离层/芯板/隔离层/高CTI半固化片层/铜箔。
隔离层是由电子级玻纤布1080和胶粘剂制备的半固化片层，胶黏剂由按质量比(单位kg)的溴化环氧树脂95、双氰胺2、2-甲基咪唑0.01、二甲基甲酰胺15组成。其中，环氧树脂为溴化环氧树脂，隔离层的厚度为30μm，一般来说，隔离层的厚度应该是在满足阻隔高CTI半固化片层和内层芯板直接接触的前提下，越薄越好，最大不超过板材厚度的百分之十，这样的话，不会对板件的总体厚度产生较大的影响。
高CTI半固化片层是由电子级玻纤布7628和胶粘剂制备的，胶黏剂由按质量比的(单位kg)低溴环氧树脂70、双氰胺2、2-甲基咪唑0.01、二甲基甲酰胺10、氢氧化铝20组成；其中环氧树脂为低溴环氧树脂(溴含量10％)。
隔离层的制备，首先将各自的胶黏剂在反应釜中搅拌2h，混合均匀后制得树脂液，将所述树脂液浸渍各自的电子级玻纤布，最后用烘箱烘干，其中上胶机烘箱温度160℃、上胶速度7.5m/min、胶化时间180s。
高CTI的PCB板的制备方法：先将在铜箔、高CTI半固化片层、隔离层、芯板、隔离层、高CTI半固化片层、铜箔依次叠合，然后放入到热压机中在170℃，40kg/cm2的压力条件下热压75min而得到覆铜板样品A。样品A经多次耐热性测试，均没有发现分层，具有良好的耐热分层的性能。而与之对比的是在高CTI半固化片层与内层芯板之间未设薄型阻隔层，在同样条件下制备的覆铜板样品B，样品B经多次耐热性测试，均发生分层，由此可见，在高CTI半固化片层与内层芯板之间设薄型阻隔层的方法可有效解决高CTI半固化片层与内层芯板的棕化面直接接触造成的受热冲击时容易产生分层的问题。
实施例2
一种高CTI的PCB板，结构同实施例1。
其中，隔离层是由电子级玻纤布106和胶粘剂制备的半固化片层，胶黏剂由按质量比的(单位kg)脂环族环氧树脂96、双氰胺2.5、2-甲基咪唑0.02、二甲基甲酰胺20组成。
环氧树脂为脂环族环氧树脂，隔离层的厚度为100μm。
高CTI半固化片层是由电子级玻纤布7628和胶粘剂制备的，胶黏剂由按质量比的(单位kg)缩水甘油酯型环氧树脂75、双氰胺3、2-甲基咪唑0.02、二甲基甲酰胺10、氢氧化铝22组成；其中环氧树脂为缩水甘油酯型环氧树脂。
隔离层的制备方法同具体实施例1，区别在于：上胶机烘箱温度180℃、上胶速度10m/min、胶化时间150s。
高CTI的PCB板的制备方法同具体实施例1，区别在于：热压机中在190℃，30kg/cm2的压力条件下热压60min而得到覆铜板样品A。
实施例3
一种高CTI的PCB板，结构同实施例1。
隔离层5是由电子级玻纤布1080和胶粘剂制备的半固化片层，胶黏剂由按质量比的(单位kg)氢化双酚A环氧树脂96、双氰胺3、2-甲基咪唑0.02、二甲基甲酰胺20组成；其中，环氧树脂为氢化双酚A环氧树脂，隔离层的厚度为150μm。
高CTI半固化片层是由电子级玻纤布7628和胶粘剂制备的，胶黏剂由按质量比的(单位kg)缩水甘油酯型环氧树脂70、双氰胺3、2-甲基咪唑0.02、二甲基甲酰胺10、氢氧化铝23组成；其中环氧树脂为缩水甘油酯型环氧树脂。
隔离层的制备方法同具体实施例1，区别在于：上胶机烘箱温度200℃、上胶速度12.0m/min、胶化时间120s。
高CTI的PCB板的制备方法同具体实施例1，区别在于：热压机中在200℃，40kg/cm2的压力条件下热压50min而得到覆铜板样品A。
实施例4
一种高CTI的PCB板，结构同实施例1。
隔离层是由电子级玻纤布106和胶粘剂制备的半固化片层，胶黏剂由按质量比的(单位kg)缩水甘油酯型环氧树脂98、双氰胺3、2-甲基咪唑0.02、二甲基甲酰胺25组成；其中环氧树脂为缩水甘油酯型环氧树脂，隔离层的厚度为230μm。
高CTI半固化片层是由电子级玻纤布7628和胶粘剂制备的，胶黏剂由按质量比的(单位kg)氢化双酚A环氧树脂75、双氰胺2、2-甲基咪唑0.01、二甲基甲酰胺15、氢氧化铝25组成；其中环氧树脂为氢化双酚A环氧树脂。
隔离层的制备方法同具体实施例1，区别在于：上胶机烘箱温度220℃、上胶速度15m/min、胶化时间100s。
高CTI的PCB板的制备方法同具体实施例1，区别在于：热压机中在220℃，40kg/cm2的压力条件下热压30min而得到覆铜板样品A。
实施例5
一种高CTI的多层板，如附图2所示，多层板的结构依次为：铜箔1、高CTI半固化片层2、隔离层5、芯板31、粘结片32、芯板31、……、芯板31、隔离层5、高CTI半固化片层2、铜箔1。
制备方法同实施例1。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (7)
1.一种高CTI的PCB板，高CTI指CTI达到400V或以上，包括内层芯板和置于内层芯板两侧的高CTI半固化片层，其特征在于：在所述高CTI半固化片层和内层芯板之间设有隔离层，所述隔离层的厚度为30μm～230μm，所述隔离层为纯胶膜层，按重量比算，所述纯胶膜层由环氧树脂95％～98％、固化剂 2％～3％、固化促进剂0.01％～0.02％及溶剂15％～20％组成；
其中，按重量比算，所述高CTI半固化片层上的树脂层由环氧树脂70％～ 75％、固化剂0.01％～0.02％、固化剂促进剂2％～3％和无机填料20％～25％组成。
2.如权利要求1所述的高CTI的PCB板，其特征在于，所述高CTI半固化片层上的树脂层由按质量比的(单位kg)低溴环氧树脂70、双氰胺2、2-甲基咪唑0.01、二甲基甲酰胺10、氢氧化铝20组成。
3.如权利要求2所述的高CTI的PCB板，其特征在于：所述环氧树脂为低溴环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂或氢化双酚A环氧树脂中的一种或几种组合物。
4.如权利要求2所述的高CTI的PCB板，其特征在于：所述固化剂为双氰胺，所述固化促进剂为2-甲基咪唑，所述溶剂为二甲基甲酰胺。
5.如权利要求1所述的高CTI的PCB板，其特征在于，所述内层芯板为芯板，所述高CTI的PCB板的结构为：铜箔/高CTI半固化片层/隔离层/芯板/隔离层/高CTI半固化片层/铜箔。
6.如权利要求1所述的高CTI的PCB板，其特征在于，所述内层芯板为多层板，所述高CTI的PCB板的结构为：铜箔/高CTI半固化片层/隔离层/芯板/粘结片/芯板……芯板/隔离层/高CTI半固化片层/铜箔。
7.制备权利要求1所述高CTI的PCB板的方法，其特征在于：将铜箔、至少一个结构单元、铜箔依次叠加后，在热压机中压板制得所述PCB板；其中，所述结构单元由高CTI半固化片层、隔离层、内层芯板、隔离层和高CTI半固化片层依次叠加而得；所述热压机中，热压温度为170～220℃，压力为20～40kg/cm2，热压时间为30～75min。
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