发明内容
因此,有必要提供一种无溶剂的用于形成电阻的环氧树脂复合材料、环氧树脂复合材料的制作方法、具有由该环氧树脂复合材料制成的电阻的电路板及电路板的制作方法,能够提高电路板的可靠性。
以下将以实施例说明一种环氧树脂复合材料、环氧树脂复合材料的制作方法、电路板及电路板的制作方法。
一种环氧树脂复合材料包括环氧树脂、羧基封端的二聚酸改性聚酯、聚丙二醇醚缩水甘油醚及片状银粉。所述片状银粉在所述环氧树脂复合材料中所占的质量百分含量为58.2%至66%。所述环氧树脂复合材料的体电阻率小于0.001欧姆•厘米。所述环氧树脂复合材料的粘度为25000厘泊至40000厘泊。
一种环氧树脂复合材料由环氧树脂、聚丙二醇醚缩水甘油醚、羧基封端的二聚酸改性聚酯、片状银粉硬化剂、添加剂及催化剂组成。所述环氧树脂在所述环氧树脂复合材料中所占的质量百分含量为7.2%至11.2%。所述聚丙二醇醚缩水甘油醚在所述环氧树脂复合材料中所占的质量百分含量为7.2%至11.2%。所述羧基封端的二聚酸改性聚酯在所述环氧树脂复合材料中的质量百分比为4.2%至6.1%。所述片状银粉在所述环氧树脂复合材料中所占的质量百分含量为58.2%至66%。所述环氧树脂复合材料的体电阻率小于0.001欧姆•厘米。所述环氧树脂复合材料的粘度为25000厘泊至40000厘泊。
一种环氧树脂复合材料的制作方法,包括步骤:混合环氧树脂、聚丙二醇醚缩水甘油醚、羧基封端的二聚酸改性聚酯及硅烷偶联剂得到第一胶状体;及将片状银粉与所述第一胶状体进行混合并研磨分散,以得到环氧树脂复合材料,所述环氧树脂复合材料的体电阻率小于0.001欧姆•厘米。所述环氧树脂复合材料的粘度为25000厘泊至40000厘泊,所述片状银粉在所述环氧树脂复合材料中所占的质量百分含量为58.2%至66%。
一种电路板包括依次贴合的第一导电线路层、基底层及第二导电线路层。所述第一导电线路层及第二导电线路层通过设于所述基底层内的电阻电性相连。所述电阻由上述的环氧树脂复合材料经烘烤制成。
一种电路板包括贴合的第一导电线路层及基底层。所述第一导电线路层包括相分离的第一导电线路及第二导电线路。所述第一导电线路及第二导电线路通过设于第一导电线路及第二导电线路之间的电阻电性相连。所述电阻由上述环氧树脂复合材料经烘烤制成。
一种电路板的制作方法,包括以下步骤:提供一个电路基板,所述电路基板包括依次贴合的第一铜箔层、基底层及第二铜箔层;在所述电路基板中形成至少一个收容通孔,所述收容通孔贯穿所述第一铜箔层、基底层及第二铜箔层;采用印刷工艺将上述的环氧树脂复合材料形成于所述至少一个收容通孔内;烘烤所述至少一个收容通孔内的环氧树脂复合材料,以将所述至少一个收容通孔内的环氧树脂复合材料固化为电阻;将所述第一铜箔层制成第一导电线路层,所述第二铜箔层制成第二导电线路层,所述第一导电线路层包括至少一个第一焊盘,所述至少一个第一焊盘的数量与所述至少一个收容通孔的数量相同,所述至少一个第一焊盘与所述至少一个收容通孔一一对应,且一个所述第一焊盘围绕、接触且电连接一个相应的收容通孔内的电阻的靠近所述第一导电线路层的端部,所述第二导电线路层包括至少一个第二焊盘,所述至少一个第二焊盘的数量与所述至少一个第一焊盘的数量相同,所述至少一个第二焊盘与所述至少一个收容通孔一一对应,且一个第二焊盘围绕、接触且电连接与一个相应的收容通孔内的电阻靠近所述第二导电线路层的端部,从而获得一个电路板。
一种电路板的制作方法,包括以下步骤:提供一个电路基板,所述电路基板包括贴合的第一铜箔层及基底层;在所述电路基板中形成至少一个收容盲孔,所述收容盲孔仅贯穿所述第一铜箔层;采用印刷工艺将上述的环氧树脂复合材料形成于所述至少一个收容盲孔内;烘烤所述至少一个收容盲孔内的环氧树脂复合材料,以将所述至少一个收容盲孔内的环氧树脂复合材料固化为电阻;将所述第一铜箔层制成第一导电线路层,所述第一导电线路层包括至少一对导电线路组,一对导电线路组包括相分离的第一导电线路及第二导电线路,所述至少一对导电线路组的数量与所述至少一个收容盲孔的数量相同,所述至少一对导电线路组与所述至少一个收容盲孔一一对应,且每对所述导电线路组中的第一导电线路及第二导电线路均通过相应的收容盲孔内的电阻电性相连,从而获得一个电路板。
相比于现有技术,本技术方案提供的环氧树脂复合材料中间均匀分散有片状银粉,具有低体电阻率介电常数。所述环氧树脂复合材料包含的所述环氧树脂及聚丙二醇醚缩水甘油醚具有良好的柔软性。从而,所述环氧树脂复合材料可以作为低体电阻率的电阻材料来使用,而且可以通过印刷工艺形成于电路板上,进而提高电路板的生产效率。并且,所述环氧树脂复合材料中的各个成分均不易挥发,不仅可以有效地防止在烘烤电路板时电阻体积减小,从而增强了电阻与与该电阻相连的焊盘或者线路之间的电连接性,提高了具有该电阻的电路板的可靠性,而且当所述环氧树脂复合材料用来制作内埋式电阻或者塞孔电阻时,还可以有效地防止在烘烤电路板时,内埋式电阻或者塞孔电阻内部产生气泡,进而减少爆板的可能。另外,本技术方案提供的环氧树脂复合材料制作方法能够均匀的片状银粉分散于所述环氧树脂及聚丙二醇醚缩水甘油醚,并具有操作简单,易于实现的优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本技术方案提供的环氧树脂复合材料、环氧树脂复合材料的制作方法、电路板及电路板的制作方法作进一步的详细说明。
本技术方案第一实施例提供一种环氧树脂复合材料。所述环氧树脂复合材料的体电阻率小于0.001欧姆•厘米。所述环氧树脂复合材料的面电阻率小于25欧姆/平方米/千分之一英尺(即25ohm/sq/mil)。所述环氧树脂复合材料的粘度为25000厘泊至40000厘泊。所述环氧树脂复合材料的摇变常数为1.6至1.8。所述环氧树脂复合材料主要由胶状体、片状银粉、硬化剂及催化剂组成。
所述胶状体包括环氧树脂、羧基封端的二聚酸改性聚酯、单体及添加剂。
所述环氧树脂可以为双酚A型环氧树脂。本实施方式中,采用的环氧树脂的环氧当量为185至192,优选为188,所述环氧树脂在所述环氧树脂复合材料中的质量百分含量约为7.2%至11.2%,优选为9.2%。
所述羧基封端的二聚酸改性聚酯由UNIQEMA公司提供,其在所述环氧树脂复合材料中的质量百分比约为4.2%至6.1%,优选为4.6%。
所述单体为聚丙二醇醚缩水甘油醚。本实施方式中,所述单体在所述环氧树脂在所述环氧树脂复合材料中的质量百分含量约为7.2%至11.2%,优选为9.2%。
所述添加剂用于缓解所述环氧树脂与所述单体混合时产生的拉丝现象。本实施方式中,所述添加剂在所述环氧树脂复合材料中的质量百分含量约为0.4%至0.6%,优选地为0.5%。所述添加剂可以为市售的硅烷偶连剂A-187。
所述片状银粉为金属材质,其用于提高所述环氧树脂复合材料的导电性能。本实施方式中,所述片状银粉为市售的AA-192N,其在所述环氧树脂复合材料中的质量百分含量约为58.2%至66%,优选为64.7%。所述复合材料中片状银粉的含量多少可以根据实际需要得到的环氧树脂复合材料的体电阻率来确定。也就是说,需要得到的环氧树脂复合材料的体电阻率越大,所述复合材料中片状银粉的含量越多;需要得到的环氧树脂复合材料的体电阻率越小,所述复合材料中片状银粉的含量越少。
所述硬化剂用于对所述复合材料起到硬化作用。本实施方式中,采用的硬化剂为Ancamide 2842。所述硬化剂在所述环氧树脂复合材料所占的质量百分含量约为10.4%至12.7%,优选为11.6%。
所述催化剂为2-十一烷基咪唑。所述催化剂在所述环氧树脂复合材料中所占的质量百分含量约为0.1%至0.3%,优选为0.2%。
本技术方案提供的一个优选实施例的环氧树脂复合材料中,所述环氧树脂的质量百分含量约为9.2%,所述羧基封端的二聚酸改性聚酯的质量百分含量约为4.6%,所述单体的质量百分含量约为9.2%,所述添加剂的含量约为0.5%,所述片状银粉的质量百分含量为64.7%,所述硬化剂的质量百分含量约为11.6%、所述催化剂的质量百分含量约为0.2%。
请参阅图1,所述环氧树脂复合材料的制作方法包括如下步骤:
第一步,混合环氧树脂、羧基封端的二聚酸改性聚酯、单体及添加剂以得到第一胶状体。具体地,首先,将环氧树脂及羧基封端的二聚酸改性聚酯在常温下与单体混合,例如聚丙二醇醚缩水甘油醚,以得到混合物;其次,将添加剂A-187加入所述混合物,并搅拌约220分钟至260分钟,优选为240分钟,以缓解所述环氧树脂及羧基封端的二聚酸改性聚酯与所述单体混合时产生的拉丝现象,并使得所述环氧树脂、羧基封端的二聚酸改性聚酯、单体及添加剂充分混合,从而得到所述第一胶状体。本实施方式中,采用的环氧树脂为双酚A型环氧树脂。当然,采用的环氧树脂不限于本实施例提供的双酚A型环氧树脂,其也可以为其他类型的环氧树脂。
第二步,将片状银粉加入所述胶状体中并进行搅拌,以得到第二胶状体。具体地,将片状银粉加入所述第一胶状体中并搅拌约100分钟至140分钟,优选为120分钟,以得到所述第二胶状体。
第三步,将硬化剂及催化剂加入所述第二胶状体中进行混合并研磨分散,从而得到环氧树脂复合材料。
本实施例中,采用三滚筒式研磨分散机对所述第二胶状体、硬化剂及催化剂进行研磨分散。将所述第二胶状体、硬化剂及催化剂按照上述各自的含量投入于三滚筒式研磨分散机中,启动三滚筒式研磨分散机以进行研磨分散,从而使得上述各组成中固体成份均匀分散于液态成分中,从而形成分散均匀的环氧树脂复合材料。本实施例中,在上述各成分中,所述环氧树脂的质量百分含量约为9.2%,所述羧基封端的二聚酸改性聚酯的质量百分含量约为4.6%,所述单体的质量百分含量约为9.2%,所述添加剂的含量约为0.5%,所述片状银粉的质量百分含量为64.7%,所述硬化剂的质量百分含量约为11.6%,所述催化剂的质量百分含量约为0.2%。
为了得到不同的体电阻率的环氧树脂复合材料,可以通过改变投料时片状银粉的用量进行控制。当片状银粉占环氧树脂复合材料的质量百分含量为58.2%至66%之间,环氧树脂复合材料的体电阻率小于0.001欧姆•厘米。其中,环氧树脂复合材料中片状银粉的含量越少,环氧树脂复合材料的体电阻率越低。
通过所述方法制作的环氧树脂复合材料,其介电常数体电阻率小于0.001欧姆•厘米,为具有较低电阻率的环氧树脂复合材料,且片状银粉分散于所述环氧树脂及聚丙二醇醚缩水甘油醚中,从而所述环氧树脂复合材料的粘度为25000厘泊至40000厘泊,即,所述环氧树脂复合材料不仅具有较低的体电阻率,而且还具有较好的柔性。
本技术方案提供的环氧树脂复合材料中间均匀分散有片状银粉,具有低体电阻率介电常数。所述环氧树脂复合材料包含的所述环氧树脂及聚丙二醇醚缩水甘油醚具有良好的柔软性。从而,所述环氧树脂复合材料可以作为低体电阻率的电阻材料来使用,而且可以通过印刷工艺形成于电路板上,进而提高电路板的生产效率。并且,所述环氧树脂复合材料中的各个成分均不易挥发,不仅可以有效地防止在烘烤电路板时电阻体积减小,从而增强了电阻与与该电阻相连的焊盘或者线路之间的电连接性,提高了具有该电阻的电路板的可靠性,而且当所述环氧树脂复合材料用来制作内埋式电阻或者塞孔电阻时,还可以有效地防止在烘烤电路板时,内埋式电阻或者塞孔电阻内部产生气泡,进而减少爆板的可能。另外,本技术方案提供的环氧树脂复合材料制作方法能够均匀的片状银粉分散于所述环氧树脂及聚丙二醇醚缩水甘油醚,并具有操作简单,易于实现的优点。
本发明第二实施例提供一种电路板的制作方法。该电路板包括由第一实施例中的环氧树脂复合材料形成的电阻。该电路板的制作方法包括以下步骤:
第一步,请参阅图2,提供一个电路基板10。电路基板10包括依次贴合的第一铜箔层11、基底层13及第二铜箔层12。本实施方式中,基底层13为多层基板,包括交替排列的多个层树脂层及多个层导电线路图形(图未示)。基底层13具有相对的上侧表面13a及下侧表面13b。第一铜箔层11设置于上侧表面13a。第二铜箔层12设置于下侧表面13b。基底层13的多个层导电线路图形之间通过导电孔(图未示)电连接。本领域技术人员可以理解,所述电路基板10也可以为双面覆铜基板或者单面覆铜基板。
第二步,请参阅图3,在电路基板10中形成至少一个收容通孔101、至少一个第一收容盲孔103及至少一个第二收容盲孔105。所述收容通孔101贯穿所述第一铜箔层11、基底层13及第二铜箔层12。所述第一收容盲孔103仅贯穿所述第一铜箔层11及所述基底层13。所述第二收容盲孔105仅贯穿所述第一铜箔层11。所述收容通孔101、第一收容盲孔103及第二收容盲孔105均可以通过激光钻孔工艺或者定深机钻孔工艺形成。
第三步,请参阅图4,通过印刷工艺将第一实施例提供的环氧树脂复合材料印刷于所述收容通孔101、第一收容盲孔103及第二收容盲孔105中。
第四步,烘烤所述收容通孔101、第一收容盲孔103及第二收容盲孔105中的环氧树脂复合材料,以使所述收容通孔101内的环氧树脂复合材料固化为第一电阻15,所述第一收容盲孔103内的环氧树脂复合材料固化为第二电阻16,所述第二收容通孔105内的环氧树脂复合材料固化为第三电阻17。所述第一电阻15贯穿所述第一铜箔层11、基底层13及第二铜箔层12。所述第二电阻16仅贯穿所述第二铜箔层12及基底层13。所述第三电阻17仅贯穿所述第一铜箔层11。本实施方式中,采用烘烤的方法对所述收容通孔101、第一收容盲孔103及第二收容盲孔105中的环氧树脂复合材料进行烘烤,以达到固化的目的,其中,烘烤温度范围为180摄氏度至220摄氏度,烘烤时间范围100分钟至140分钟。优选地,本实施方式中,烘烤温度为200摄氏度,烘烤时间为120分钟。
优选地,本技术技术方案中,在固化所述收容通孔101、第一收容盲孔103及第二收容盲孔105中的环氧树脂复合材料之后,还对第一电阻15、第二电阻16及第三电阻17进行了研磨,使得第一电阻15靠近第一铜箔层11的端面、第二电阻16靠近第一铜箔层11的端面及第三电阻17靠近第一铜箔层11的端面均与所述第一铜箔层11平齐,第一电阻15靠近第二铜箔层12的端面与所述第二铜箔层12平齐。
第五步,请参阅图5,将所述第一铜箔层11制成第一导电线路层110,所述第二铜箔层12制成第二导电线路层120。所述第一导电线路层110通过所述第一电阻15、第二电阻16及第三电阻17电性相连。第一导电线路层110和第二导电线路层120内均具有多条导电线路以及多个焊盘,可以通过图像转移工艺并选择性地化学蚀刻第一铜箔层11和第二铜箔层12而形成,也可以通过激光选择性地烧蚀第一铜箔层11和第二铜箔层12而形成。
具体地,本实施方式中,所述第一导电线路层110包括至少一个第一焊盘111、至少一个第三焊盘112、至少一对导电线路组113。所述至少一个第一焊盘111的数量与所述第一电阻15的数量相同。一个所述第一焊盘111围绕、接触并电连接一个所述第一电阻15的靠近所述第一导电线路层110的端部。所述至少一个第三焊盘112的数量与所述第二电阻16的数量相同,且一个所述第三焊盘112围绕、接触并电连接一个所述第二电阻16的靠近所述第二导电线路层120的一端。所述至少一对导电线路组113中的每一对导电线路组113均具有第一导电线路114及第二导电线路115,且每一对导电线路组113中的第一导电线路114及第二导电线路115相分离。所述至少一对导电线路组113的数量与所述第三电阻17的数量相同,且所述至少一对导电线路组113与至少一个所述第三电阻17一一对应。一对导电线路组113中的两条导电线路通过一个第三电阻17电连接。也就是说,一个第三电阻17夹设于一对导电线路组113的两条导电线路之间。第一焊盘111的个数可以为一个,也可以为多个。第三焊盘112的个数可以为一个,也可以为多个。导电线路组113的个数可以为一对,也可以为多对。图5中以形成一个第一焊盘111、一个第三焊盘112及一对导电线路组113为例进行说明。
所述第二导电线路层120包括至少一个第二焊盘121及至少一条第三导电线路122。所述至少一个第二焊盘121的数量与所述至少一个第一焊盘111的数量相同。所述至少一个第二焊盘121与所述至少一个第一焊盘111一一相对应。每个第二焊盘121均与与其相对应的第一焊盘111分别位于一个第一电阻15的两端,且每个第二焊盘121均围绕、接触并电连接与其相对应的第一电阻15的端部。所述至少一条第三导电线路122的数量与所述至少一个第三焊盘112的数量相同。所述至少一条第三导电线路122与至少一个第三焊盘112一一对应,且一条第三导电线路122通过一个第二电阻16与与其相对应的第三焊盘112电连接。也就是说,一个第二电阻16的两端分别连接一个第三焊盘112及与该第三焊盘112相对应的第三导电线路122的一端。第二焊盘121的个数可以为一个,也可以为多个。第三导电线路122的条数也可以为一条,也可以为多条。图5中以形成一个第二焊盘121及一条第三导电线路122为例进行说明。
本技术方案中,在制成第一导电线路层110和第二导电线路层120之前,在固化所述收容通孔101、第一收容盲孔103及第二收容盲孔105中的环氧树脂复合材料之后,还可以在电路基板10中钻孔以形成至少一个通孔(图未示),并通过化学镀及电镀技术在该通孔的孔壁形成导电层,以将通孔制成导电孔,从而电导通第一导电线路层110和第二导电线路层120。
本领域技术人员可以理解,第一导电线路层110中的导电线路与第二导电线路层120的导电线路也可以通过贯穿所述第一导电线路层110及第二导电线路层120的电阻电连接,不限于本实施方式中的第一焊盘111与第二焊盘121通过第一电阻15电连接,第三焊盘112 通过第二电阻16与第三导电线路122电连接,第一导电线路114与第二导电线路115通过第三电阻17电连接。本领域技术人员可以理解,用于形成电导通第一导电线路层110和第二导电线路层120的导电孔的通孔也可以在形成至少一个收容通孔101的同时形成,也可以在第四步之后、第五步之前形成。本领域技术人员还可以理解,化学镀及电镀技术在该通孔的孔壁形成导电层的步骤也可以在第三步之后、第四步之前完成,也可以在第四步之后、第五步之前完成。
第六步,请参阅图6,在第一导电线路层110上设置第一防焊层130,在第二导电线路层120上设置第二防焊层140。第一防焊层130覆盖第一导电线路层110的多条导电线路,并覆盖从第一导电线路层110暴露出的基底层13的上侧表面13a及第三电阻17,同时暴露出多个第一焊盘111及第三焊盘112。第二防焊层140覆盖第二导电线路层120的多条导电线路,并覆盖从第二导电线路层120暴露出的基底层13的下侧表面13b,同时暴露出多个第二焊盘121。第一防焊层130及第二防焊层140可以通过印刷的方式形成,也可以通过贴合的方式形成。如此,即获得一个具有由第一实施例提供的环氧树脂复合材料制成的电阻的电路板100。
根据以上步骤制得的电路板100如图6所示,其包括依次压合的第一导电线路层110、基底层13及第二导电线路层120。所述第一导电线路层110与所述第二导电线路层120通过贯穿第一导电线路层110及第二导电线路层120的第一电阻15及仅贯穿第一导电线路层110及第二导电线路层120的第二电阻16电性相连。所述第一电阻15及第二电阻16均由第一实施方式提供的环氧树脂复合材料经过固化后形成。
正是由于所述环氧树脂复合材料中并无溶剂且具有较好的柔性,才可以通过印刷的方法将所述环氧树脂印刷于所述收容通孔101、第一收容盲孔103及第二收容盲孔105中,不仅提高了电路板的制作效率,而且可以有效地防止烘烤过程中电阻内产生气泡,减少了电路板100爆板的可能,提高了电路板100的可靠性。
可以理解的是,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形,而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。