CN105082669A - 一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法 - Google Patents

一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法，包括以下步骤：一、将双酚A型环氧树脂、脂环族环氧树脂、光引发剂、双氰胺和咪唑按质量比混合均匀，得到胶液；二、将胶液均匀辊涂于玻纤布上，得到预浸布；三、利用紫外光固化机对预浸布进行紫外光预固化处理，得到半固化片；四、将铜箔铺设在半固化片上，然后放入热压机中进行热压固化处理，得到环氧玻纤布覆铜板。本发明克服了传统方法中先用溶剂将环氧树脂稀释、然后浸渍玻璃纤维布、之后烘烤成半固化片而产生溶剂挥发造成的环境污染，以及残留在半固化片的溶剂影响覆铜板的性能等技术缺陷，所生产的覆铜板具有介电常数低、剥离强度大、击穿电压高、耐阻焊性好等特点。

Description

一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法
技术领域
本发明属于封装材料技术领域，具体涉及一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法。
背景技术
覆铜板(CCL)是电子工业基础材料，主要用于印制电路板(PCB)的制造，被广泛应用在电视机、收音机、电脑、计算机、移动通讯等电子产品中。覆铜板是半固化片(玻纤布、纸基、复合材料)和铜箔在高温、高压下压制成的复合材料。
半固化片主要由树脂和增强材料组成，增强材料又分为玻纤布、纸基、复合材料等几种类型，树脂主要有环氧树脂和酚醛树脂等几种类型。多层板所使用的半固化片大多采用玻纤布做增强材料，经过处理的玻璃纤维布浸渍上环氧树脂胶液，再经热处理预烘制成的薄片材料制备FR覆铜板玻纤布基半固化片。FR覆铜板玻纤布基半固化片是多层板生产中的主要材料之一，由于其电绝缘性能稳定、平整度好、表面光滑、无凹坑、厚度公差标准，适合应用于高性能电子绝缘要求的产品，占到整个覆铜板产量的60％以上的份额。
截止2013年，全球覆铜板产量已达到7.2亿平方米，同比增长17.9％。其产量主要来自亚洲(占比95.6％)，其中又以中国为主。2013年，中国已生产覆铜板4.8亿平方米，同比增长6.8％，占全球总产量的67.1％。就覆铜板细分产品看，玻纤布基覆铜板和纸基覆铜板是目前产量最大的两种产品。以上两种产品分别占中国覆铜板总产量的61.6％、17.2％。近几年，覆铜板行业已经进入新一轮增长期，亚洲尤其是中国和东南亚成为了增长最快的两个地区。相关厂商纷纷采取覆铜板产能扩张、产品改造等措施加强覆铜板业务。目前我国玻纤布基覆铜板产量达到了3亿多平方米，而每平方米玻纤布基覆铜板需要5～10层半固化片叠加而成，这就推断出我国每年生产玻纤布基半固化片在20亿平方米以上(不包括绝缘板所需要的半固化片)。
目前，玻纤布(全称为玻璃纤维布)半固化片生产过程中，烘箱主要用于使溶剂挥发和环氧树脂胶体一定的固化，溶剂有丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯和二甲基酰胺等大量有毒、致癌和可燃性物质，这些溶剂占到总配合料的35％以上，对环境产生了大量的污染。
综上所述，亟需自主研发一种覆铜箔板的无溶剂生产方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法。该方法克服了传统方法中先用溶剂将环氧树脂稀释、然后浸渍玻纤布、之后烘烤成半固化片而产生溶剂挥发造成的环境污染，以及残留在半固化片的溶剂影响覆铜板的性能等技术缺陷，所生产的覆铜板具有介电常数低、剥离强度大、击穿电压高、耐阻焊性好等特点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将双酚A型环氧树脂、脂环族环氧树脂、光引发剂、双氰胺和咪唑按质量比(38～45)∶(45～52)∶(0.8～1.5)∶(9～12)∶(0.5～1)混合均匀，得到胶液；
步骤二、将步骤一中所述胶液均匀辊涂于玻纤布上，得到预浸布；所述胶液的辊涂量为：每平米玻纤布上辊涂150g～210g胶液；
步骤三、利用紫外光固化机对步骤二中所述预浸布进行紫外光预固化处理，得到半固化片；
步骤四、将铜箔铺设在步骤三中所述半固化片上，然后放入热压机中进行热压固化处理，得到环氧玻纤布覆铜板；所述热压固化处理采用四阶段热压固化处理，其中第一阶段热压固化处理的温度为80℃，压力为0.4MPa～0.5MPa，时间为10min，第二阶段热压固化处理的温度为120℃，压力为0.9MPa～1.0MPa，时间为30min，第三阶段热压固化处理的温度为150℃，压力为1.4MPa～1.5MPa，时间为30min，第四阶段热压固化处理的温度为185℃，压力为1.9MPa～2.0MPa，时间为60min。
上述的一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法，其特征在于，步骤一中所述双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-51。
上述的一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法，其特征在于，步骤一中所述脂环族环氧树脂为脂环族环氧树脂ERL-4221。
上述的一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法，其特征在于，步骤一中所述光引发剂为阳离子型光引发剂Irgacure261。
上述的一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法，其特征在于，步骤二中所述辊涂之前，预热所述胶液和玻纤布至温度均为60℃。
上述的一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法，其特征在于，步骤三中所述紫外光预固化处理在紫外光辐照强度为1000J/cm2～2000J/cm2的条件下进行。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明有效避免了在环氧玻纤布半固化片制备过程中大量挥发性溶剂造成的环境污染和气体燃烧爆炸等问题
2、本发明克服了传统制备方法有溶剂残余在半固化片中的技术问题，使覆铜板击穿电压、耐浸焊和耐候性大大提高。
3、本发明采用先紫外光预固化、然后热压固化的成型工艺，经紫外光预固化后制得的半固化片的凝胶时间为120s～250s，树脂含量为99.9wt％。热压固化采用程序升温式的多阶段热压固化，使得生产的环氧玻纤布覆铜板的电气强度为12kV/mm，玻璃化转变温度为165℃，耐浸焊时间不小于120s，介电常数不大于5.2。
4、本发明克服了传统方法中先用溶剂将环氧树脂稀释、然后浸渍玻璃纤维布、之后烘烤成半固化片而产生溶剂挥发造成的环境污染，以及残留在半固化片的溶剂影响覆铜板的性能等技术缺陷，所生产的覆铜板具有介电常数低、剥离强度大、击穿电压高、耐阻焊性好等特点。
5、本发明整个制备过程无溶剂，使生产简单、成本降低。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
本实施例环氧玻纤布覆铜板的生产方法包括以下步骤：
步骤一、将双酚A型环氧树脂、脂环族环氧树脂、光引发剂、双氰胺和咪唑按质量比40∶48∶1∶10∶0.8混合均匀，得到胶液；所述双酚A型环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂E-51，所述脂环族环氧树脂优选为脂环族环氧树脂ERL-4221，所述光引发剂优选为阳离子型光引发剂Irgacure261；
步骤二、将步骤一中所述胶液均匀辊涂于玻纤布上，得到预浸布；所述胶液的辊涂量为：每平米玻纤布上辊涂180g胶液；优选地，本实施例在辊涂之前，预先对玻纤布和胶液进行预热，使预热后的玻纤布和胶液温度均为60℃；
步骤三、利用紫外光固化机对步骤二中所述预浸玻璃纤维布进行紫外光预固化处理，所述紫外光预固化处理在紫外光辐照强度为1500J/cm2的条件下进行，得到半固化片；
步骤四、将铜箔铺设在步骤三中所述半固化片上，然后放入热压机中进行热压固化处理，所述热压固化处理采用四阶段热压固化处理，具体为：从25℃室温开始升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为80℃，压力为0.49MPa的条件下恒温恒压保持10min进行第一阶段热压固化处理，然后继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为120℃，压力为0.98MPa的条件下恒温恒压保持30min进行第二阶段热压固化处理，之后继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为150℃，压力为1.47MPa的条件下恒温恒压保持30min进行第三阶段热压固化处理，随后仍继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为185℃，压力为1.96MPa的条件下恒温恒压保持60min进行第四阶段热压固化处理，最后泄压降温，得到环氧玻纤布覆铜板。
经检测，本实施例所制半固化片的凝胶时间为120s～250s，树脂含量为99.9wt％。经检测，本实施例生产的环氧玻纤布覆铜板的电气强度为12kV/mm，玻璃化转变温度为165℃，耐浸焊时间不小于120s，介电常数不大于5.2。
实施例2
本实施例环氧玻纤布覆铜板的生产方法包括以下步骤：
步骤一、将双酚A型环氧树脂、脂环族环氧树脂、光引发剂、双氰胺和咪唑按质量比42∶50∶1.2∶11∶0.6混合均匀，得到胶液；所述双酚A型环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂E-51，所述脂环族环氧树脂优选为脂环族环氧树脂ERL-4221，所述光引发剂优选为阳离子型光引发剂Irgacure261；
步骤二、将步骤一中所述胶液均匀辊涂于玻纤布上，得到预浸布；所述胶液的辊涂量为：每平米玻纤布上辊涂210g胶液；优选地，本实施例在辊涂之前，预先对玻纤布和胶液进行预热，使预热后的玻纤布和胶液温度均为60℃；
步骤三、利用紫外光固化机对步骤二中所述预浸玻璃纤维布进行紫外光预固化处理，所述紫外光预固化处理在紫外光辐照强度为2000J/cm2的条件下进行，得到半固化片；
步骤四、将铜箔铺设在步骤三中所述半固化片上，然后放入热压机中进行热压固化处理，所述热压固化处理采用四阶段热压固化处理，具体为：从25℃室温开始升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为80℃，压力为0.49MPa的条件下恒温恒压保持10min进行第一阶段热压固化处理，然后继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为120℃，压力为0.98MPa的条件下恒温恒压保持30min进行第二阶段热压固化处理，之后继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为150℃，压力为1.47MPa的条件下恒温恒压保持30min进行第三阶段热压固化处理，随后仍继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为185℃，压力为1.96MPa的条件下恒温恒压保持60min进行第四阶段热压固化处理，最后泄压降温，得到环氧玻纤布覆铜板。
经检测，本实施例所制半固化片的凝胶时间为120s～250s，树脂含量为99.9wt％。经检测，本实施例生产的环氧玻纤布覆铜板的电气强度为12kV/mm，玻璃化转变温度为165℃，耐浸焊时间不小于120s，介电常数不大于5.2。
实施例3
本实施例环氧玻纤布覆铜板的生产方法包括以下步骤：
步骤一、将双酚A型环氧树脂、脂环族环氧树脂、光引发剂、双氰胺和咪唑按质量比38∶52∶0.8∶9∶1混合均匀，得到胶液；所述双酚A型环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂E-51，所述脂环族环氧树脂优选为脂环族环氧树脂ERL-4221，所述光引发剂优选为阳离子型光引发剂Irgacure261；
步骤二、将步骤一中所述胶液均匀辊涂于玻纤布上，得到预浸布；所述胶液的辊涂量为：每平米玻纤布上辊涂150g胶液；优选地，本实施例在辊涂之前，预先对玻纤布和胶液进行预热，使预热后的玻纤布和胶液温度均为60℃；
步骤三、利用紫外光固化机对步骤二中所述预浸玻璃纤维布进行紫外光预固化处理，所述紫外光预固化处理在紫外光辐照强度为1000J/cm2的条件下进行，得到半固化片；
步骤四、将铜箔铺设在步骤三中所述半固化片上，然后放入热压机中进行热压固化处理，所述热压固化处理采用四阶段热压固化处理，具体为：从25℃室温开始升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为80℃，压力为0.49MPa的条件下恒温恒压保持10min进行第一阶段热压固化处理，然后继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为120℃，压力为0.98MPa的条件下恒温恒压保持30min进行第二阶段热压固化处理，之后继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为150℃，压力为1.47MPa的条件下恒温恒压保持30min进行第三阶段热压固化处理，随后仍继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为185℃，压力为1.96MPa的条件下恒温恒压保持60min进行第四阶段热压固化处理，最后泄压降温，得到环氧玻纤布覆铜板。
经检测，本实施例所制半固化片的凝胶时间为120s～250s，树脂含量为99.9wt％。经检测，本实施例生产的环氧玻纤布覆铜板的电气强度为12kV/mm，玻璃化转变温度为165℃，耐浸焊时间不小于120s，介电常数不大于5.2。
实施例4
本实施例环氧玻纤布覆铜板的生产方法包括以下步骤：
步骤一、将双酚A型环氧树脂、脂环族环氧树脂、光引发剂、双氰胺和咪唑按质量比45∶45∶1.5∶12∶0.5混合均匀，得到胶液；所述双酚A型环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂E-51，所述脂环族环氧树脂优选为脂环族环氧树脂ERL-4221，所述光引发剂优选为阳离子型光引发剂Irgacure261；
步骤二、将步骤一中所述胶液均匀辊涂于玻纤布上，得到预浸布；所述胶液的辊涂量为：每平米玻纤布上辊涂150g胶液；优选地，本实施例在辊涂之前，预先对玻纤布和胶液进行预热，使预热后的玻纤布和胶液温度均为60℃；
步骤三、利用紫外光固化机对步骤二中所述预浸玻璃纤维布进行紫外光预固化处理，所述紫外光预固化处理在紫外光辐照强度为1000J/cm2的条件下进行，得到半固化片；
步骤四、将铜箔铺设在步骤三中所述半固化片上，然后放入热压机中进行热压固化处理，所述热压固化处理采用四阶段热压固化处理，具体为：从25℃室温开始升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为80℃，压力为0.4MPa的条件下恒温恒压保持10min进行第一阶段热压固化处理，然后继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为120℃，压力为0.9MPa的条件下恒温恒压保持30min进行第二阶段热压固化处理，之后继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为150℃，压力为1.4MPa的条件下恒温恒压保持30min进行第三阶段热压固化处理，随后仍继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为185℃，压力为1.9MPa的条件下恒温恒压保持60min进行第四阶段热压固化处理，最后泄压降温，得到环氧玻纤布覆铜板。
经检测，本实施例所制半固化片的凝胶时间为120s～250s，树脂含量为99.9wt％。经检测，本实施例生产的环氧玻纤布覆铜板的电气强度为12kV/mm，玻璃化转变温度为165℃，耐浸焊时间不小于120s，介电常数不大于5.2。
实施例5
本实施例环氧玻纤布覆铜板的生产方法包括以下步骤：
步骤一、将双酚A型环氧树脂、脂环族环氧树脂、光引发剂、双氰胺和咪唑按质量比38∶45∶0.8∶12∶1混合均匀，得到胶液；所述双酚A型环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂E-51，所述脂环族环氧树脂优选为脂环族环氧树脂ERL-4221，所述光引发剂优选为阳离子型光引发剂Irgacure261；
步骤二、将步骤一中所述胶液均匀辊涂于玻纤布上，得到预浸布；所述胶液的辊涂量为：每平米玻纤布上辊涂210g胶液；优选地，本实施例在辊涂之前，预先对玻纤布和胶液进行预热，使预热后的玻纤布和胶液温度均为60℃；
步骤三、利用紫外光固化机对步骤二中所述预浸玻璃纤维布进行紫外光预固化处理，所述紫外光预固化处理在紫外光辐照强度为2000J/cm2的条件下进行，得到半固化片；
步骤四、将铜箔铺设在步骤三中所述半固化片上，然后放入热压机中进行热压固化处理，所述热压固化处理采用四阶段热压固化处理，具体为：从25℃室温开始升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为80℃，压力为0.5MPa的条件下恒温恒压保持10min进行第一阶段热压固化处理，然后继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为120℃，压力为1.0MPa的条件下恒温恒压保持30min进行第二阶段热压固化处理，之后继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为150℃，压力为1.5MPa的条件下恒温恒压保持30min进行第三阶段热压固化处理，随后仍继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为185℃，压力为2.0MPa的条件下恒温恒压保持60min进行第四阶段热压固化处理，最后泄压降温，得到环氧玻纤布覆铜板；
经检测，本实施例所制半固化片的凝胶时间为120s～250s，树脂含量为99.9wt％。经检测，本实施例生产的环氧玻纤布覆铜板的电气强度为12kV/mm，玻璃化转变温度为165℃，耐浸焊时间不小于120s，介电常数不大于5.2。
实施例6
本实施例环氧玻纤布覆铜板的生产方法包括以下步骤：
步骤一、将双酚A型环氧树脂、脂环族环氧树脂、光引发剂、双氰胺和咪唑按质量比45∶52∶0.8∶9∶0.6混合均匀，得到胶液；所述双酚A型环氧树脂优选为双酚A型环氧树脂E-51，所述脂环族环氧树脂优选为脂环族环氧树脂ERL-4221，所述光引发剂优选为阳离子型光引发剂Irgacure261；
步骤二、将步骤一中所述胶液均匀辊涂于玻纤布上，得到预浸布；所述胶液的辊涂量为：每平米玻纤布上辊涂150g胶液；优选地，本实施例在辊涂之前，预先对玻纤布和胶液进行预热，使预热后的玻纤布和胶液温度均为60℃；
步骤三、利用紫外光固化机对步骤二中所述预浸玻璃纤维布进行紫外光预固化处理，所述紫外光预固化处理在紫外光辐照强度为1000J/cm2的条件下进行，得到半固化片；
步骤四、将铜箔铺设在步骤三中所述半固化片上，然后放入热压机中进行热压固化处理，所述热压固化处理采用四阶段热压固化处理，具体为：从25℃室温开始升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为80℃，压力为0.49MPa的条件下恒温恒压保持10min进行第一阶段热压固化处理，然后继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为120℃，压力为0.98MPa的条件下恒温恒压保持30min进行第二阶段热压固化处理，之后继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为150℃，压力为1.47MPa的条件下恒温恒压保持30min进行第三阶段热压固化处理，随后仍继续升温，并在升温的同时加压，使铺有铜箔的半固化片在温度为185℃，压力为1.96MPa的条件下恒温恒压保持60min进行第四阶段热压固化处理，最后泄压降温，得到环氧玻纤布覆铜板。
经检测，本实施例所制半固化片的凝胶时间为120s～250s，树脂含量为99.9wt％。经检测，本实施例生产的环氧玻纤布覆铜板的电气强度为12kV/mm，玻璃化转变温度为165℃，耐浸焊时间不小于120s，介电常数不大于5.2。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将双酚A型环氧树脂、脂环族环氧树脂、光引发剂、双氰胺和咪唑按质量比(38～45)∶(45～52)∶(0.8～1.5)∶(9～12)∶(0.5～1)混合均匀，得到胶液；
步骤二、将步骤一中所述胶液均匀辊涂在玻纤布上，得到预浸布；所述胶液的辊涂量为：每平米玻纤布上辊涂150g～210g胶液；
步骤三、利用紫外光固化机对步骤二中所述预浸布进行紫外光预固化处理，得到半固化片；
步骤四、将铜箔铺设在步骤三中所述半固化片上，然后放入热压机中进行热压固化处理，得到环氧玻纤布覆铜板；所述热压固化处理采用四阶段热压固化处理，其中第一阶段热压固化处理的温度为80℃，压力为0.4MPa～0.5MPa，时间为10min，第二阶段热压固化处理的温度为120℃，压力为0.9MPa～1.0MPa，时间为30min，第三阶段热压固化处理的温度为150℃，压力为1.4MPa～1.5MPa，时间为30min，第四阶段热压固化处理的温度为185℃，压力为1.9MPa～2.0MPa，时间为60min。
2.根据权利要求1所述的一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法，其特征在于，步骤一中所述双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-51。
3.根据权利要求1所述的一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法，其特征在于，步骤一中所述脂环族环氧树脂为脂环族环氧树脂ERL-4221。
4.根据权利要求1所述的一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法，其特征在于，步骤一中所述光引发剂为阳离子型光引发剂Irgacure261。
5.根据权利要求1所述的一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法，其特征在于，步骤二中所述辊涂之前，预热所述胶液和玻纤布至温度均为60℃。
6.根据权利要求1所述的一种环氧玻纤布覆铜板的生产方法，其特征在于，步骤三中所述紫外光预固化处理在紫外光辐照强度为1000J/cm2～2000J/cm2的条件下进行。
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