CN105733485B - 一种树脂组合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种树脂组合物，按固体重量份计包括如下组分：大环氧当量环氧树脂：30份～60份；苯氧树脂：25份～55份；橡胶弹性体：3～8份；固化剂：0.5份～2份；阻燃剂：1份～2份；大环氧当量环氧树脂的当量为2600g/eq～4000g/eq，环氧树脂的官能度为2～4，苯氧树脂的重均分子量为20000～40000。本发明树脂组合物对覆厚铜箔层压板的耐热性和粘结性的改善效果突出；解决了覆厚铜箔层压板在高温条件下厚铜与基材易分离、粘结性差等问题，提高了覆厚铜箔层压板在后续加工过程中高温环境下的可靠性，并且其阻燃性能够达到V‑0级。

Description

一种树脂组合物及其应用
技术领域
本发明属于覆铜箔层压板技术领域，具体涉及一种树脂组合物，本发明还涉及使用该树脂组合物制备的胶膜和覆铜箔层压板。
背景技术
随着电子工业的飞速发展，电子产品的体积尺寸越来越小，功率密度越来越大，采用普通铜箔生产的覆铜板满足不了大功率、大电流量线路的使用要求。覆厚铜箔层压板是利用树脂组合物制得的胶膜与半固化片进行叠合，再在其一面或两面覆上铜箔热压而成，其具有良好的导热性和电信号干扰屏蔽性，是解决此问题的有效手段。
当铜箔厚度大于6oz时，考虑到成本问题，业界一般采用压延铜箔。压延铜箔表面比较光滑，其与基材的结合力较差。
现有技术采用在树脂组合物中加入橡胶弹性体来改善铜箔与基材的粘结性，但大量使用橡胶弹性体会使得板材的耐热性大幅度下降，在PCB加工过程中喷锡时会造成厚铜箔脱落的现象。
中国专利200480023640.9(申请日：2004.6.23，公开号：1836021、公开日：2006.9.20)中提出一种树脂组合物，其通过使用苯氧树脂以提高树脂组合物的耐热性，该树脂组合物在高温环境下具有良好的弯曲特性，但是由于其室温下粘结性提高幅度有限，以至于在高温环境下其粘结性会明显降低，从而导致厚铜箔与基材分离。
发明内容
本发明的目的是提供一种树脂组合物，解决了现有树脂组合物耐热性和粘结性不足而导致层压板基材与铜箔起泡分层的问题。
本发明的另二个目的是提供一种使用该树脂组合物制备的胶膜。
本发明的第三个目的是提供一种使用上述胶膜制备的覆铜箔层压板。
本发明所采用的技术方案是，一种树脂组合物，按固体重量份计包括如下组分：大环氧当量环氧树脂：30份～60份；苯氧树脂：25份～55份；橡胶弹性体：3～8份；固化剂：0.5份～2份；阻燃剂：1份～2份；大环氧当量环氧树脂的当量为2600g/eq～4000g/eq，环氧树脂的官能度为2～4，苯氧树脂的重均分子量为20000～40000。
本发明的特点还在于，
大环氧当量环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、间苯二酚环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、含萘多官能环氧树脂、三苯酚型环氧树脂、环三磷腈基环氧树脂、DOPO基环氧树脂、聚异氰脲酸酯-恶唑烷酮树脂、联苯型酚醛环氧树脂、三酚型酚醛环氧树脂、苯酚线性酚醛型环氧树脂、邻甲酚线性酚醛型环氧树脂、三聚氰酸三缩水甘油胺环氧树脂、对氨基苯酚环氧树脂或二氨基二苯甲烷环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合物。
苯氧树脂为双酚A型苯氧树脂、双酚F型苯氧树脂、双酚A与双酚F共聚物苯氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物；优选地，双酚A型苯氧树脂为含溴双酚A型苯氧树脂或含硫双酚A型苯氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物；优选地，双酚F型苯氧树脂为含溴双酚F型苯氧树脂或含硫双酚F型苯氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物；优选地，双酚A与双酚F共聚物为含溴双酚A与双酚F共聚物或含硫双酚A与双酚F共聚物苯氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
橡胶弹性体为丁腈橡胶、硅橡胶或氟橡胶中的任意一种或至少两种的混合；优选地，丁腈橡胶的丙烯腈含量为30％～40％。
固化剂为芳香族聚胺3，3’-二氨基二苯砜、4，4’-二氨基二苯砜、间苯二胺、二氨基二苯甲烷、芳香族酸酐邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸二酐或高分子量线性酚醛树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、四溴双酚A、硼酸锌或磷腈的任意一种或者至少两种的混合物。
该树脂组合物还包括固化促进剂，所述固化促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑或1-氰乙基-2-甲基咪唑中的任意一种或者至少两种的混合物。
该树脂组合物还包括溶剂，溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、甲基异丁酮、环己酮、乙二醇单丁醚、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、醋酸甲酯或醋酸乙酯中的任意一种或至少两种的混合物。
本发明所采用的第二个技术方案是，一种胶膜，其使用上述树脂组合物烘干制得；该胶膜厚度为30～100μm。
本发明所采用的第三个技术方案是，一种覆铜箔层压板，包括绝缘层及设置于绝缘层外侧一面或两面的铜箔，所述绝缘层包括至少一张半固化片及设置于叠合后的半固化片最外侧一面或两面的胶膜。
本发明的有益效果是，(1)采用本发明树脂组合物制备得到的覆厚铜箔层压板，其12oz厚铜与基材之间的剥离强度(经过288℃10s后)达到8.0N/mm以上，比不使用橡胶弹性体时提高30％。
(2)采用本发明树脂组合物制备得到的覆厚铜箔层压板，热应力测试在288℃可通过60s，比不采用苯氧树脂提高了50％。
(3)采用本发明树脂组合物制备得到的覆厚铜箔层压板，在288℃经过60s后剥离强度降低率较小，比不采用苯氧树脂、采用小当量环氧树脂提高50％。
总之，本发明树脂组合物对覆厚铜箔层压板的耐热性和粘结性的改善效果突出；解决了覆厚铜箔层压板在高温条件下厚铜与基材易分离、粘结性差等问题，提高了覆厚铜箔层压板在后续加工过程中高温环境下的可靠性，并且其阻燃性能够达到V-0级。
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。
采用实施例1～5与比较例1～6的树脂组合物制作覆铜箔层压板的方法如下：
将大当量环氧树脂、苯氧树脂、橡胶弹性体、固化剂、阻燃剂、固化促进剂放入容器中，搅拌使其混合均匀，用溶剂调整溶液固体含量至25％～35％，即制得本发明所述的树脂组合物。
将上述树脂组合物涂覆在一面覆有离型剂的离型纸上，经过夹轴，经烘箱干燥后制得半固化型胶膜，将上述胶膜除去离型纸后，覆在已经层叠合好的至少两张粘结片的一面或两面，形成绝缘层，再在该绝缘层一面或两面覆以12oz厚铜箔，在层压温度160～180℃，压力3～6MPa下，经热压制成覆厚铜箔层压板。
实施例1～5与比较例1～6的树脂组合物的具体组分及组分含量如表1所示。
表1实施例1～5与比较例1～6的树脂组合物的具体组分及组分含量
表1中的树脂组合物是按固体含量100％计算的；各组分代号及其对应的组分名称如下所示：
A为大当量环氧树脂，
A-1为环氧当量为2800的双酚A型环氧树脂；
A-2为环氧当量为3200的双酚F型环氧树脂；
A-3为环氧当量为3000的联苯型酚醛环氧树脂；
B苯氧树脂，
B-1为重均分子量为30000-35000的含溴苯氧树脂；
B-2为重均分子量为40000左右的含硫苯氧树脂；
B-3为重均分子量为32000左右的双酚A与双酚F共聚物苯氧树脂；
C为橡胶弹性体，
C-1为丙烯腈含量30％的丁腈橡胶；
C-2为硅橡胶；
D为固化剂，二甲基二苯砜；
E为阻燃剂，磷腈，其中磷含量为13％；
F固化促进剂，1氰基2-乙基4-甲基咪唑；
针对上述制成的覆厚铜箔层压板，对其288℃耐浸焊性、T288℃/10s后的剥离强度、T260℃热分层时间进行测试测试结果如表2所示。
各性能测试方法如下：
A：耐浸焊性：按照IPC–TM-650 2.4.13.1方法进行测定。
B：T288℃/10s后的剥离强度：按照IPC–TM-650 2.4.8方法进行测定。
C：T260热分层时间：是指板材在260℃的设定温度下，由于热的作用出现分层现象，在这之前所持续的时间。若时间大于60min，则结束测试。
表2覆铜箔层压板的测试结果
通过表1和表2可以得到以下几点：
将实施例1与对比例1相比，可知实施例1的耐浸焊性、剥离强度均优于比较例1。说明实施例1引入丁腈橡胶，与环氧树脂中的环氧基反应，形成嵌段聚合物，且带有强极性的氰基与环氧树脂有更好的混溶性，达到了增韧环氧树脂的目的，使得胶黏剂的粘结性大幅提高。
由实施例2和比较例2可知，比较例2的耐浸焊性、剥离强度、T260结果较差，说明实施例2中大当量环氧树脂对于提高板材粘结性有很大的贡献，分析原因是由于环氧树脂与橡胶可以形成海岛结构，增加体系韧性。
由实施例3和比较例3可知，比较例3的耐浸焊性、剥离强度、T260结果较差，说明实施例3中苯氧树脂对板材耐热性和粘结性贡献很大，尤其是它的大分子量表现出的高粘结性能突出。
由实施例4和比较例4可知，比较例4的耐浸焊性、剥离强度、T260数据比实施例4小，说明实施例4中的重均分子量为40000左右的含硫苯氧树脂和丙烯腈含量30％的端羧基丁腈橡胶能够为体系贡献较好的粘结性和耐热性。
实施例5和比较例5、6相比，环氧当量为3200的双酚F型环氧树脂(A-2)和重均分子量为30000-35000的含溴苯氧树脂(B-1)在体系中的含量不能超过权利要求中所述的范围，一旦超过该范围，则体系所在板材会引起剥离强度低、耐浸焊性差等现象。
综上所述，本发明对覆铜箔层压板的粘结性和耐热性的改善效果突出；解决了覆厚铜箔层压板在高温条件下容易厚铜与基材易分离、粘结性差等问题，提高了覆厚铜箔层压板在后续加工过程中高温环境下的可靠性，并且能够达到V-0级阻燃。
当然，以上实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非用来限制本发明的实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明申请专利范围内。
本领域技术人员应该明了所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

Claims (14)

1.一种树脂组合物，其特征在于，按固体重量份计包括如下组分：大环氧当量环氧树脂：30份～60份；苯氧树脂：25份～55份；橡胶弹性体：3～8份；固化剂：0.5份～2份；阻燃剂：1份～2份；大环氧当量环氧树脂的当量为2600g/eq～4000g/eq，环氧树脂的官能度为2～4，苯氧树脂的重均分子量为20000～40000。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述大环氧当量环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、间苯二酚环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、含萘多官能环氧树脂、三苯酚型环氧树脂、环三磷腈基环氧树脂、DOPO基环氧树脂、联苯型酚醛环氧树脂、三酚型酚醛环氧树脂、苯酚线性酚醛型环氧树脂、邻甲酚线性酚醛型环氧树脂、三聚氰酸三缩水甘油胺环氧树脂、对氨基苯酚环氧树脂或二氨基二苯甲烷环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合物。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述苯氧树脂为双酚A型苯氧树脂、双酚F型苯氧树脂、双酚A与双酚F共聚物苯氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
4.根据权利要求3所述的树脂组合物，其特征在于，所述双酚A型苯氧树脂为含溴双酚A型苯氧树脂或含硫双酚A型苯氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
5.根据权利要求3所述的树脂组合物，其特征在于，所述双酚F型苯氧树脂为含溴双酚F型苯氧树脂或含硫双酚F型苯氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
6.根据权利要求3所述的树脂组合物，其特征在于，所述双酚A与双酚F共聚物为含溴双酚A与双酚F共聚物或含硫双酚A与双酚F共聚物苯氧树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
7.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述橡胶弹性体为丁腈橡胶、硅橡胶或氟橡胶中的任意一种或至少两种的混合。
8.根据权利要求7所述的树脂组合物，其特征在于，所述丁腈橡胶的丙烯腈含量为30％～40％。
9.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述固化剂为3，3’-二氨基二苯砜、4，4’-二氨基二苯砜、间苯二胺、二氨基二苯甲烷、芳香族酸酐邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸二酐或高分子量线性酚醛树脂中的任意一种或至少两种的混合物。
10.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、四溴双酚A、硼酸锌或磷腈的任意一种或者至少两种的混合物。
11.根据权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于，该树脂组合物还包括固化促进剂，所述固化促进剂为2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑或1-氰乙基-2-甲基咪唑中的任意一种或者至少两种的混合物。
12.根据权利要求1～11任一所述的树脂组合物，其特征在于，该树脂组合物还包括溶剂，溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、甲基异丁酮、环己酮、乙二醇单丁醚、乙二醇甲醚、丙二醇甲醚、醋酸甲酯或醋酸乙酯中的任意一种或至少两种的混合物。
13.一种胶膜，其特征在于，其使用权利要求1～12任一所述的树脂组合物烘干制得；该胶膜厚度为30～100μm。
14.一种覆铜箔层压板，其特征在于，包括绝缘层及设置于绝缘层外侧一面或两面的铜箔，所述绝缘层包括至少一张半固化片及设置于叠合后的半固化片最外侧一面或两面的所述权利要求13所述的胶膜。
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