CN103556461B

CN103556461B - 电子级玻璃纤维布表面处理剂以及方法

Info

Publication number: CN103556461B
Application number: CN201310424205.8A
Authority: CN
Inventors: 邹新娥; 杜甫; 严海林
Original assignee: SHANGHAI HONGHE ELECTRONIC MATERIAL CO Ltd
Current assignee: Acer and electronic materials Polytron Technologies Inc
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2033-09-16
Also published as: CN103556461A

Abstract

本发明“电子级玻璃纤维布表面处理剂以及方法”，涉及应用于印制电路板的绝缘增强材料电子级玻璃纤维布的表面处理技术。完成两次退浆后的退浆电子级玻璃纤维布被发送，预处理工艺采用0.03-0.1%的硅烷偶联剂预处理液对布面进行喷涂处理。再进入含浸槽内进行本发明配方的硅烷偶联剂处理剂的浸泡处理。硅烷偶联剂处理剂配方：硅烷偶联剂通式（Y（CH₂）_nSiX₃）0.03%--0.50%；醋酸0.1%—1.7% ；去离子水为余量。本发明经济而高效的电子级玻璃纤维布表面处理剂配方，结合预处理工艺，使用该处理剂及预处理工艺生产的电子级玻璃纤维布具有高耐热性、耐离子迁移性、更快的树脂浸润性等优点。

Description

电子级玻璃纤维布表面处理剂以及方法

技术领域

本发明涉及一种应用于印制电路板的绝缘增强材料电子级玻璃纤维布的表面处理技术，尤其是一种电子级玻璃纤维布表面处理剂及使用该处理剂生产的电子级玻璃纤维布。

背景技术

用作印制电路板绝缘增强支撑的电子级玻璃纤维布，是一种无碱玻璃纤维(E-glass)材料，其主要成分为SiO₂、Al₂O₃、CaO的三元立体网络系统，其主要原料为硅砂、石灰石、氧化硼等。无碱玻璃纤维材料具有优良的电气特性、绝缘性、耐侯性、耐化学腐蚀性，抗涨缩性等，因此广泛用于印制电路板行业，主要起绝缘增强作用，在与树脂进行含浸式反应形成绝缘增强材料之前还需要进行一系列处理，因为电子级玻璃纤维布表面是无机结构，树脂是有机结构，二者无法发生化学反应，形成化学键结合，为使二者能有效反应结合，通常需要对电子级玻璃纤维布进行热清洗和硅烷偶联剂表面处理，因为硅烷偶联剂分子两端分别为无机官能团和有机官能团，无机官能团与电子级玻璃纤维布表面紧密结合，另一端有机官能团能与树脂反应并形成紧密结合，改善后的电子玻璃纤维布表面成为一个可与树脂亲合并反应形成紧密结合的界面。

目前随着市场上电子产品朝着轻、薄、短小的方向发展，印制电路基板也被要求向高密度化、轻薄多层化、半导体表面安装技术的方向发展，并且还要求在印制电路板基板钻孔时能高效、高速、高精度、低成本地完成，以提高互联和安装的可靠性。这样对电子级玻璃纤维布的性能也提出了更高的要求：薄型化、均匀化、更快的树脂浸润性，尤其是对电子级玻璃纤维布的表面平整性和硅烷偶联剂涂覆的均匀性提出了更高的要求。如果硅烷偶联剂在电子级玻璃纤维布表面的涂覆量不均匀，或者是硅烷偶联剂处理液无法渗透进电子级玻璃纤维布上下交错、彼此沉浮的交织点及里面的每根单丝之中，将直接影响电子级玻璃纤维布与树脂的紧密结合，形成的板材的可靠性也将受到严重影响。因此硅烷偶联剂的种类、配方、工艺控制均是本行业的关键技术。

本行业上下游企业以及同行业企业一般在硅烷偶联剂中添加无机化学填料如纳米级二氧化硅，或用硅烷偶联剂处理二氧化硅，又或在硅烷偶联剂中添加有机化学表面活性剂助剂等方法来达到提高覆铜板基材的耐热性、含浸性，耐离子迁移性，降低吸水性的目的。因为添加到硅烷偶联剂处理液中的各种填料和表面活性助剂一是会增加原材料成本，二是使用过程中提高了操作难度。鉴于以上两点本发明提出了新的配方提升产品耐热性、含浸性和耐离子迁移性，降低吸水性。

发明内容

本发明提出一种新的硅烷偶联剂表面处理液的配方，目的在于提供一种经济而高效的电子级玻璃纤维布表面处理剂配方，结合预处理工艺，使用该处理剂及预处理工艺生产的电子级玻璃纤维布具有高耐热性、耐离子迁移性、更快的树脂浸润性等优点。因为硅烷偶联剂为昂贵的化学品，降低其用量不但可节约大量成本，还可以减少环境压力。

简言之，通过预处理工艺，降低硅烷偶联剂的浓度，调整处理剂配方达到提高基板材料的耐热性、树脂浸润性和耐离子迁移性，降低吸水性的目的。

本发明给出的技术方案为：

一种电子级玻璃纤维布表面处理剂，其特征在于，按重量百分比，包括如下组分：

硅烷偶联剂通式（Y（CH₂）_nSiX₃） 0.03%--0.50%；

醋酸0.1%—1.7% ；

去离子水为余量；

其中,Y代表有机官能团，是乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基等；

n=0～3；X代表可水解的基团，是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基或乙酰氧基等。

一种电子级玻璃纤维布表面处理方法，其特征在于，处理工艺流程如下：

步骤1、电子级玻璃纤维布织造完后先经一次热退浆清洗，再经长时间的二次热退浆处理，

步骤2、完成两次退浆后的退浆电子级玻璃纤维布被发送，预处理工艺采用0.03-0.1%的硅烷偶联剂预处理液（其他组分及其含量均与上述表面处理剂配方一致）对布面进行喷涂处理，

该步骤中，所述预处理工艺采用硅烷偶联剂预处理液，其配方按重量百分比，包括如下组分：

硅烷偶联剂通式（Y（CH₂）_nSiX₃） 0.03%--0.1%；

醋酸0.1%—1.7% ；

去离子水为余量；

其中,Y代表有机官能团，是乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基等；n=0～3；X代表可水解的基团，是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基或乙酰氧基等。

步骤3、再进入含浸槽内进行本发明配方的硅烷偶联剂处理剂的浸泡处理，取之后烘干、收卷，

该步骤中，所述硅烷偶联剂处理剂，按重量百分比，包括如下组分：

硅烷偶联剂通式（Y（CH₂）_nSiX₃） 0.03%--0.50%；

醋酸0.1%—1.7% ；

去离子水为余量；

本发明技术方案增加了预处理工艺，预处理工艺采用0.03-0.1%的硅烷偶联剂溶液（其他组分及其含量均与上述表面处理剂配方一致）对布面进行喷涂处理，后端表面含浸处理时降低硅烷偶联剂的用量，同时省却了无机填料（例如纳米级SiO2）或各种表面活性助剂，但却达到更好的处理效果。采用上述表面处理剂处理生产得到的电子级玻璃纤维布，可广泛应用于印制电路板行业。

电子级玻璃纤维布在经过含浸硅烷偶联剂处理液进行表面处理之前，还需经过热化学退浆处理，以保证电子级玻璃纤维布的绝缘特性。处理工艺流程如下：电子级玻璃纤维布织造完后经一次热退浆清洗，再经长时二次热退浆处理，完成两次退浆后的退浆电子级玻璃纤维布被发送，先表面接受喷涂低浓度的硅烷偶联剂溶液，再进入含浸槽内进行硅烷偶联剂处理剂的浸泡处理，之后烘干、收卷。

上述表面处理工艺的具体说明：电子级玻璃纤维布经过织造后，其表面经浸渍披覆的化学浆料已失去作用，需完全除去才能使电子级玻璃纤维布的绝缘性能达到印制电路覆铜板的使用要求，才能用来作印制电路板的绝缘增强材料，先经过连续式的一次退浆方式快速退掉布表面的大部分浆料，再经过长时的二次热退浆方式退掉其表面剩余的少量有机浆料，然后将硅烷偶联剂稀溶液喷涂至布面上完成预处理（即本发明设计的表面预处理工艺），然后再进入含浸槽进行硅烷偶联剂处理液（即本发明配方）的表面处理，使硅烷偶联剂溶液均匀地附着在布面上。

本发明为适用于高精度、高均匀、高性能印制电路板的电子级玻璃纤维布的表面处理技术，经过此表面处理剂含浸的电子级玻璃纤维布，具有高耐热性、更快的树脂浸润性，适用于印制电路板绝缘增强材料，广泛适用于智能手机板、笔记本电脑、航空、汽车、服务器等高端电子智能产品中。

附图说明

图1为生产工艺流程图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

表1-1 硅烷偶联剂处理剂配方表（各组分按质量百分比）

表1-1用我司生产的1506退浆布（厚度在0.14mm±0.24及以上厚度），使用表1-1处理剂配方进行处理，具体生产工艺流程如图1所示。实施例1采用0.10%硅烷偶联剂和0.10%醋酸和余量为纯水的预处理工艺进行喷涂。比较例1则未进行预处理工艺。

表1-2 硅烷偶联剂处理剂配方表（各组分按质量百分比）

表1-2用我司生产的2116退浆布（厚度在0.08mm-0.14及以上厚度），使用表1-2处理剂配方进行处理，具体生产工艺流程如图1所示。实施例2采用0.10%硅烷偶联剂和0.10%醋酸和余量为纯水的预处理工艺进行喷涂。比较例2则未进行预处理工艺。

表1-3 硅烷偶联剂处理剂配方表（各组分按质量百分比）

表1-3用我司生产的1080中等厚度（厚度范围在0.04～0.08mm）热退浆布使用1-3处理剂配方进行处理，具体生产工艺流程如图1所示。实施例3采用0.05%硅烷偶联剂和0.05%醋酸和余量为纯水的预处理工艺进行喷涂。比较例3则未进行预处理工艺。

表1-4 硅烷偶联剂处理剂配方表（各组分按质量百分比）

表1-4用我司生产的106较薄热退浆布（厚度范围在0.04mm及以下）使用表1-4处理剂配方进行处理，具体生产工艺流程如图1所示。实施例4采用0.05%硅烷偶联剂和0.05%醋酸和余量为纯水的预处理工艺进行喷涂。比较例4则未进行预处理工艺。

具体结果比较如下表2-1

以上对比采用的测试方法如下：

1、布面含浸性测试方法：将经过表面处理的电子级玻璃纤维布采用圆冲模机取样，样品大小为直径81.1mm的圆，布面左、中、右各取一个样品，将取好的每块样品水平地放入粘度为20s±1s（实验室温度固定为25℃）的胶水中(此胶水主体由环氧树脂构成，添加双氰氨固化剂，2MI促进剂，DMF溶剂等组成，具体配方为，环氧树脂：DICY：DMF:2MI=126:21:6:0.7)，同时用秒表计时，观察电子级玻璃纤维布表面白线的变化，直到树脂完全浸透电子级玻璃纤维布表面，白线消失时，按下秒表，记录时间。取三块样品平均值作参考值。

2、板材吸水率测试

实验室含浸电子级玻璃纤维布，并于烘箱中烘干形成半固化片PP，然后将6张PP叠层于实验压机中使用一定的温度压力压制成板材。将板材用切割机切成大小5cm*5cm的样品，用研磨机将样品四周磨平。洗净、自然晾干，称重，然后置于高温高湿环境下蒸煮（即ＰＣＴ实验箱），经高压蒸煮数小时后取出，自然晾干后称重，根据前后重量变化计算板材吸水率。

3、板材耐热性测试

将经过ＰＣＴ的样品放入温度为288℃的锡炉中进行耐热性测试，用坩埚钳夹住样品，轻轻放入锡炉中，同时按秒表计时，持续360秒，观察浸没样品的锡液在360秒中是否爆板（起泡），如果有爆板（起泡），说明板材已经分层失效。

4、板材耐离子迁移性测试：

参考行业内标准测试方法，先将测试板烘板，烘板条件105℃/6hrs，然后放置在23℃RH50%环境下24小时，再在一定环境下测试耐离子迁移性，环境条件为85℃RH85%100V，随着时间的延长孔孔间距逐渐绝缘失效，失效判定标准为电阻值小于1兆欧姆，1000小时失效点数不超过50%即为通过。

本发明经降低硅烷偶联液处理剂用量，调整配方中醋酸的含量，使生产出的电子级玻璃纤维布比原来配方生产产品的各项性能更好，具体表现在布表面硅烷偶联剂含量更均匀，耐热性、耐离子迁移性提高、对树脂的含浸性加快。经过本发明生产的电子级玻璃纤维布，可广泛适用于印制电路覆铜板行业。

Claims

1.一种电子级玻璃纤维布表面处理方法，其特征在于，处理工艺流程如下：

步骤1，电子级玻璃纤维布织造完后先经一次热退浆清洗，再经长时间的二次热退浆处理，

步骤2，完成两次退浆后的退浆电子级玻璃纤维布被发送，预处理工艺采用硅烷偶联剂预处理液对布面进行喷涂处理，

该步骤中，所述预处理液，其配方按重量百分比，包括如下组分：

硅烷偶联剂通式(Y(CH₂)_nSiX₃) 0.03％--0.1％；

醋酸0.1％—1.7％；

去离子水为余量；

其中,Y代表有机官能团，是乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基；n＝0～3；X代表可水解的基团，是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基或乙酰氧基；

步骤3，再进入含浸槽内进行硅烷偶联剂处理剂的浸泡处理，取之后烘干、收卷，

硅烷偶联剂通式(Y(CH₂)_nSiX₃) 0.03％--0.50％；

醋酸 0.1％—1.7％；

去离子水为余量；

其中,Y代表有机官能团，是乙烯基、氨基、环氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基或脲基；n＝0～3；X代表可水解的基团，是氯基、甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基或乙酰氧基。