CN103215843B

CN103215843B - 印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法

Info

Publication number: CN103215843B
Application number: CN201310114147.9A
Authority: CN
Inventors: 张美云; 刘俊华; 陆赵情; 田志军
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2013-04-02
Filing date: 2013-04-02
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2033-04-02
Also published as: CN103215843A

Abstract

本发明公开了一种印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法，具体步骤为：步骤1，将对位芳纶短切纤维浆料、聚酯纤维浆料和对位沉淀析纤维浆料混合均匀后疏解，然后加入聚氧化乙烯分散剂分散后加水调整纸浆浓度，得到浆料悬浮液；步骤2，将步骤1中得到的浆料悬浮液经抄造成形、热压，得到对位芳纶纸基原纸；步骤3，将步骤2得到的对位芳纶纸基原纸在聚酰亚胺树脂胶液中浸渍，然后干燥，即得印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料。本发明制备得到的印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料，介电常数低，线胀系数小，耐热性能优良、使用温度范围宽、力学性能好、密度低、耐腐蚀，能够满足印刷电路板的发展趋势。

Description

印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法

技术领域

本发明属于造纸技术领域，涉及一种印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法。

背景技术

随着信息产业的迅速发展，电子产品呈现出轻薄、多功能化及高频化的发展趋势，这就要求印刷电路用基板材料在性能上向高耐热、低热膨胀系数、低介电常数和高信号传输速度等方面发展。目前常用的印刷电路基材有金属基、玻纤布基和陶瓷基材料。

金属材料的散热性能比较差，另外为了保证基材与铜层之间的绝缘性，必须要在铜层之间设置一层绝缘层，不仅增加了加工工艺难度，而且大大降低了印刷电路板的散热性能。玻纤布材料在操作时容易变形，导致电路基材翘曲，其介电性能较差，介质损耗因数大，难以满足高频高性能线路板的要求，在经受多次高温冲击后，机械强度会下降，导致板材的强度不够，影响后续的印刷线路加工及电子元件的工作可靠性，玻纤布的生产经过熔化、拉丝、织布、热处理、表面处理和干燥等工序，能耗大、污染大。陶瓷材料与玻璃布印刷电路板焊接后经过若干次高低温极易由热应力引起开裂，这种线路易碎，成本高，而且陶瓷电路板的制备工艺复杂，对设备的要求高，工艺条件不易控制，成型难度大。

发明内容

本发明的目的是提供一种印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法，解决了现有印刷电路基板容易翘曲和开裂的问题。

本发明所采用的技术方案是，印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法，具体步骤为：

步骤1，将对位芳纶短切纤维浆料、聚酯纤维浆料和对位沉淀析纤维浆料混合均匀后疏解，然后加入聚氧化乙烯分散剂分散后加水调整纸浆浓度，得到浆料悬浮液；

步骤2，将步骤1中得到的浆料悬浮液经抄造成形、热压，得到对位芳纶纸基原纸；

步骤3，将步骤2得到的对位芳纶纸基原纸在聚酰亚胺树脂胶液中浸渍，然后干燥，即得印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料。

本发明的特点还在于，

步骤1中疏解在标准纤维疏解机中进行，疏解浓度为1.0-1.6%；加水调整纸浆浓度至0.04-0.10%。

步骤1中对位芳纶短切纤维浆料是将对位芳纶短切纤维浸泡在浓度为1.2×10^-3mol/L的十二烷基苯磺酸纳溶液中搅拌洗涤直至去除对位芳纶短切纤维表面的杂质，然后洗净对位芳纶短切纤维中的十二烷基苯磺酸纳溶液，再在标准纤维疏解机中疏解得到，疏解浓度为0.8-1.6%。

步骤1中聚酯纤维浆料是将聚酯纤维在标准纤维疏解机中疏解得到，疏解浓度为0.4-0.8%。

步骤1中对位沉析纤维浆料是将对位沉析纤维用Bauer-Mcnett筛分仪筛分，然后取100目的纤维组分在标准纤维疏解机中疏解得到，疏解密度为1.5-2.5%。

步骤1中对位芳纶短切纤维浆料、聚酯纤维浆料和对位沉淀析纤维浆料的质量比为20-40：8-15：50-70；聚氧化乙烯分散剂的加入量为对位芳纶短切纤维质量的0.6-1.0%。

步骤2中抄造成形的具体步骤为：将浆料悬浮液在斜网纸机的网部成形，其上网浓度为0.02-0.06%，然后在3-5MPa的压榨力下压榨脱水4-6min，再在90-120℃下干燥8-10min。

步骤2中热压的压力为10-16MPa，热压温度为140-240℃，热压次数为2-5次。

步骤3中聚酰亚胺树脂胶液的质量浓度为10-15%，浸渍量为15-20%。

本发明的有益效果是，

1.本发明印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法制备的印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料，介电性能优良且分布均匀，线胀系数小，与聚酰亚胺树脂复合制成的层合基板的线胀系数可调整，能有效减少由于温度变化所造成的应力。与传统的环氧玻璃布层压板相比，其尺寸稳定性好，介电常数低，更适合于高速线路传输，也有利于电子设备的小型化和轻量化。其耐热性能优良、使用温度范围宽、力学性能好、密度低、耐腐蚀，能够满足印刷电路板的发展趋势。

2.本发明印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法，主要经过制浆、抄纸、上胶和干燥制备得到印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料，工艺简单，能耗少，且无毒、无污染。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法，具体步骤为：

步骤1，将对位芳纶短切纤维浸泡在浓度为1.2×10^-3mol/L的十二烷基苯磺酸纳溶液中搅拌洗涤直至去除对位芳纶短切纤维表面的杂质，然后洗净对位芳纶短切纤维中的十二烷基苯磺酸纳溶液，再在标准纤维疏解机中疏解，疏解浓度为0.8-1.6%，得到对位芳纶短切纤维浆料；

步骤2，将聚酯纤维在标准纤维疏解机中疏解，疏解浓度为0.4-0.8%，得到聚酯纤维浆料；

步骤3，将对位沉析纤维用Bauer-Mcnett筛分仪筛分，然后取100目的纤维组分在标准纤维疏解机中疏解，疏解密度为1.5-2.5%，得到对位沉析纤维浆料；

步骤4，将步骤1得到的对位芳纶短切纤维浆料、步骤2得到的聚酯纤维浆料和步骤3得到的对位沉淀析纤维浆料按质量比为20-40：8-15：50-70混合均匀后疏解，疏解浓度为1.0-1.6%，然后加入聚氧化乙烯分散剂分散，聚氧化乙烯分散剂的加入量为对位芳纶短切纤维质量的0.6-1.0%，再加水调整纸浆浓度至0.04-0.10%，得到浆料悬浮液；

步骤5，将步骤4中得到的将浆料悬浮液在斜网纸机的网部成形，其上网浓度为0.02-0.06%，然后在3-5MPa的压榨力下压榨脱水4-6min，再在90-120℃下干燥8-10min，最后在10-16MPa、140-240℃下热压2-5次，得到对位芳纶纸基原纸；

步骤6，将步骤5得到的对位芳纶纸基原纸在质量浓度为10-15%的聚酰亚胺树脂胶液中浸渍，浸渍量为15-20%，然后干燥，即得印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料。

本发明印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法制备的印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料，介电性能优良且分布均匀，线胀系数小，与聚酰亚胺树脂复合制成的层合基板的线胀系数可调整，能有效减少由于温度变化所造成的应力。与传统的环氧玻璃布层压板相比，其尺寸稳定性好，介电常数低，更适合于高速线路传输，也有利于电子设备的小型化和轻量化。其耐热性能优良、使用温度范围宽、力学性能好、密度低、耐腐蚀，能够满足电子设备的发展趋势。

本发明印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法，主要经过制浆、抄纸、上胶和干燥制备得到印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料，工艺简单，能耗少、且无毒、无污染。

实施例1

步骤1，将对位芳纶短切纤维浸泡在浓度为1.2×10^-3mol/L的十二烷基苯磺酸纳溶液中搅拌洗涤直至去除对位芳纶短切纤维表面的杂质，然后洗净对位芳纶短切纤维中的十二烷基苯磺酸纳溶液，再在标准纤维疏解机中疏解，疏解浓度为0.8%，得到对位芳纶短切纤维浆料；

步骤2，将聚酯纤维在标准纤维疏解机中疏解，疏解浓度为0.4%，得到聚酯纤维浆料；

步骤3，将对位沉析纤维用Bauer-Mcnett筛分仪筛分，然后取100目的纤维组分在标准纤维疏解机中疏解，疏解密度为1.5%，得到对位沉析纤维浆料；

步骤4，将步骤1得到的对位芳纶短切纤维浆料、步骤2得到的聚酯纤维浆料和步骤3得到的对位沉淀析纤维浆料按质量比为30：10：60混合均匀后疏解，疏解浓度为1.0%，然后加入聚氧化乙烯分散剂分散，聚氧化乙烯分散剂的加入量为对位芳纶短切纤维质量的0.6%，再加水调整纸浆浓度至0.04%，得到浆料悬浮液；

步骤5，将步骤4中得到的将浆料悬浮液在斜网纸机的网部成形，其上网浓度为0.02%，然后在3MPa的压榨力下压榨脱水4min，再在90℃下干燥8min，最后在12MPa、140℃下热压2次，得到定量为75g/m²的对位芳纶纸基原纸；

步骤6，将步骤5得到的对位芳纶纸基原纸在质量浓度为10%的聚酰亚胺树脂胶液中浸渍，浸渍量为15%，然后干燥，即得印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料。

实施例2

步骤1，将对位芳纶短切纤维浸泡在浓度为1.2×10^-3mol/L的十二烷基苯磺酸纳溶液中搅拌洗涤直至去除对位芳纶短切纤维表面的杂质，然后洗净对位芳纶短切纤维中的十二烷基苯磺酸纳溶液，再在标准纤维疏解机中疏解，疏解浓度为1.0%，得到对位芳纶短切纤维浆料；

步骤2，将聚酯纤维在标准纤维疏解机中疏解，疏解浓度为0.6%，得到聚酯纤维浆料；

步骤3，将对位沉析纤维用Bauer-Mcnett筛分仪筛分，然后取100目的纤维组分在标准纤维疏解机中疏解，疏解密度为2.0%，得到对位沉析纤维浆料；

步骤4，将步骤1得到的对位芳纶短切纤维浆料、步骤2得到的聚酯纤维浆料和步骤3得到的对位沉淀析纤维浆料按质量比为20：15：65混合均匀后疏解，疏解浓度为1.4%，然后加入聚氧化乙烯分散剂分散，聚氧化乙烯分散剂的加入量为对位芳纶短切纤维质量的0.8%，再加水调整纸浆浓度至0.06%，得到浆料悬浮液；

步骤5，将步骤4中得到的将浆料悬浮液在斜网纸机的网部成形，其浓度为0.04%，然后在4MPa的压榨力下压榨脱水5min，再在120℃下干燥9min，最后在10MPa、180℃下热压4次，得到定量为95g/m²的对位芳纶纸基原纸；

步骤6，将步骤5得到的对位芳纶纸基原纸在质量浓度为12%的聚酰亚胺树脂胶液中浸渍，浸渍量为18%，然后干燥，即得印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料。

实施例3

步骤1，将对位芳纶短切纤维浸泡在浓度为1.2×10^-3mol/L的十二烷基苯磺酸纳溶液中搅拌洗涤直至去除对位芳纶短切纤维表面的杂质，然后洗净对位芳纶短切纤维中的十二烷基苯磺酸纳溶液，再在标准纤维疏解机中疏解，疏解浓度为1.2%，得到对位芳纶短切纤维浆料；

步骤2，将聚酯纤维在标准纤维疏解机中疏解，疏解浓度为0.8%，得到聚酯纤维浆料；

步骤3，将对位沉析纤维用Bauer-Mcnett筛分仪筛分，然后取100目的纤维组分在标准纤维疏解机中疏解，疏解密度为2.5%，得到对位沉析纤维浆料；

步骤4，将步骤1得到的对位芳纶短切纤维浆料、步骤2得到的聚酯纤维浆料和步骤3得到的对位沉淀析纤维浆料按质量比为40：10：50混合均匀后疏解，疏解浓度为1.6%，然后加入聚氧化乙烯分散剂分散，聚氧化乙烯分散剂的加入量为对位芳纶短切纤维质量的1.0%，再加水调整纸浆浓度至0.08%，得到浆料悬浮液；

步骤5，将步骤4中得到的将浆料悬浮液在斜网纸机的网部成形，其浓度为0.06%，然后在5MPa的压榨力下压榨脱水6min，再在100℃下干燥10min，最后在14MPa、200℃下热压5次，得到定量为140g/m²的对位芳纶纸基原纸；

步骤6，将步骤5得到的对位芳纶纸基原纸在质量浓度为14%的聚酰亚胺树脂胶液中浸渍，浸渍量为20%，然后干燥，即得印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料。

实施例4

步骤1，将对位芳纶短切纤维浸泡在浓度为1.2×10^-3mol/L的十二烷基苯磺酸纳溶液中搅拌洗涤直至去除对位芳纶短切纤维表面的杂质，然后洗净对位芳纶短切纤维中的十二烷基苯磺酸纳溶液，再在标准纤维疏解机中疏解，疏解浓度为1.6%，得到对位芳纶短切纤维浆料；

步骤2，将聚酯纤维在标准纤维疏解机中疏解，疏解浓度为0.7%，得到聚酯纤维浆料；

步骤3，将对位沉析纤维用Bauer-Mcnett筛分仪筛分，然后取100目的纤维组分在标准纤维疏解机中疏解，疏解密度为1.8%，得到对位沉析纤维浆料；

步骤4，将步骤1得到的对位芳纶短切纤维浆料、步骤2得到的聚酯纤维浆料和步骤3得到的对位沉淀析纤维浆料按质量比为22：8：70混合均匀后疏解，疏解浓度为1.2%，然后加入聚氧化乙烯分散剂分散，聚氧化乙烯分散剂的加入量为对位芳纶短切纤维质量的0.7%，再加水调整纸浆浓度至0.10%，得到浆料悬浮液；

步骤5，将步骤4中得到的将浆料悬浮液在斜网纸机的网部成形，其浓度为0.04%，然后在4MPa的压榨力下压榨脱水5min，再在100℃下干燥9min，最后在16MPa、240℃下热压3次，得到定量为120g/m²的对位芳纶纸基原纸；

步骤6，将步骤5得到的对位芳纶纸基原纸在质量浓度为15%的聚酰亚胺树脂胶液中浸渍，浸渍量为17%，然后干燥，即得印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料。

对实施例2得到的印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料进行检测，其各项指标为：定量（GB/T451.2-2002）：95g/m²；抗张指数（GB/T12914-2008）47.13N·m/g；撕裂指数（GB/T455-2002）：25.8mN·m²/g；耐压强度（GB/T1695-2005）：17.8Kv/mm；伸长率（GB/T12914）1.54%；300℃下纸张热失重（GB/T6425-2008）为6.01%。

Claims

1.印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤3，将步骤2得到的对位芳纶纸基原纸在聚酰亚胺树脂胶液中浸渍，然后干燥，即得印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料；

所述步骤1中对位芳纶短切纤维浆料、聚酯纤维浆料和对位沉淀析纤维浆料的质量比为20-40：8-15：50-70；聚氧化乙烯分散剂的加入量为对位芳纶短切纤维质量的0.6-1.0％；

步骤1中对位芳纶短切纤维浆料是将对位芳纶短切纤维浸泡在浓度为1.2×10^-3mol/L的十二烷基苯磺酸钠溶液中搅拌洗涤直至去除对位芳纶短切纤维表面的杂质，然后洗净对位芳纶短切纤维中的十二烷基苯磺酸钠溶液，再在标准纤维疏解机中疏解得到，疏解浓度为0.8-1.6％。

2.根据权利要求1所述的印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中疏解在标准纤维疏解机中进行，疏解浓度为1.0-1.6％；加水调整纸浆浓度至0.04-0.10％。

3.根据权利要求1或2所述的印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中聚酯纤维浆料是将聚酯纤维在标准纤维疏解机中疏解得到，疏解浓度为0.4-0.8％。

4.根据权利要求3所述的印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中对位沉淀析纤维浆料是将对位沉淀析纤维用Bauer-Mcnett筛分仪筛分，然后取100目的纤维组分在标准纤维疏解机中疏解得到，疏解浓度为1.5-2.5％。

5.根据权利要求4所述的印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中抄造成形的具体步骤为：将浆料悬浮液在斜网纸机的网部成形，其上网浓度为0.02-0.06％，然后在3-5MPa的压榨力下压榨脱水4-6min，再在90-120℃下干燥8-10min。

6.根据权利要求5所述的印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中热压的压力为10-16MPa，热压温度为140-240℃，热压次数为2-5次。

7.根据权利要求6所述的印刷电路基板用对位芳纶纸基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中聚酰亚胺树脂胶液的质量浓度为10-15％，浸渍量为15-20％。