CN107760241A - 一种胶粘剂、胶粘剂的制备方法、应用该胶粘剂制成的涂胶铜箔 - Google Patents

一种胶粘剂、胶粘剂的制备方法、应用该胶粘剂制成的涂胶铜箔 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种胶粘剂、胶粘剂的制备方法、应用该胶粘剂制成的涂胶铜箔。胶粘剂包括以下重量份的原料:双酚A型大分子环氧树脂40‑50、高溴环氧树脂35‑40、双酚F型环氧树脂10‑20、双酚A型低分子环氧树脂5‑10、交联弹性体树脂3‑8、固化剂15‑25、催化剂0.02‑0.1、第一溶剂30‑50、第二溶剂50‑100和无机填料5‑10。采用上述配比制成的胶粘剂具有成本低、柔韧性好、铜箔剥离强度高的特点。

Description

一种胶粘剂、胶粘剂的制备方法、应用该胶粘剂制成的涂胶 铜箔
技术领域
本发明属于覆铜箔层压板领域,尤其涉及一种胶粘剂、胶粘剂的制备方法、应用该胶粘剂制成的涂胶铜箔。
背景技术
在覆铜板行业和多层板行业,涂树脂铜箔又称涂胶铜箔,它是在电解铜箔的粗化面涂覆上一层或两层特殊组成的树脂,树脂层厚度一般在30-150μm。早期的涂树脂铜箔用树脂,大多以酚醛树脂为主,后期发展到环氧树脂、聚酰亚胺树脂等。
现有技术中,采用聚乙烯醇缩丁醛改性的酚醛胶粘剂体系,其剥离强度较小,树脂的耐热性能也较低,其生产工艺的品质控制受环境温度、湿度影响较大;又或者以聚酰亚胺树脂和双马来酰亚胺三嗪树脂为主的涂胶铜箔,虽然有着良好的耐热性能,但其铜箔剥离强度也是较低,而且树脂脆性较大,使得后序PCB的PTH孔质量可靠性降低。
发明内容
本发明的第一发明目的旨在提供一种成本低、柔韧性好、铜箔剥离强度高的胶粘剂体系。
本发明采用的技术方案如下:一种胶粘剂,包括以下重量份的原料:双酚A型大分子环氧树脂40-50、高溴环氧树脂35-40、双酚F型环氧树脂10-20、双酚A型低分子环氧树脂5-10、交联弹性体树脂3-8、固化剂15-25、催化剂0.02-0.1、第一溶剂30-50、第二溶剂50-100和无机填料5-10。
涂胶铜箔专用胶粘剂的首要技术要求是粘接强度高、柔韧性要好,因此,必须选用长链分子结构的树脂物质,在提高良好的粘接性能、耐热性能的同时,还具有优异的柔韧性。
选用双酚A型大分子环氧树脂为主体树脂,能确保良好的粘接性能。所述双酚A型大分子环氧树脂的环氧当量为1000-1500g/mol。
选用复合双酚F型环氧树脂、低分子双酚A型环氧树脂降低了树脂体系的熔融粘度,间接提高了对铜箔的浸润和固化物空间的填充。同时,双酚F环氧树脂对固化物的柔韧性有较大的改善。所述低分子双酚A型环氧树脂的环氧当量为200-250g/mol;所述复合双酚F型环氧树脂的环氧当量为160-180g/mol
选用高溴环氧树脂,能实现固化物良好的阻燃性能及耐热性能。所述高溴环氧树脂的溴含量为48-50%
进一步的,所述交联弹性体树脂包括丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶和丁二烯-丙烯腈共聚物橡胶。加入交联弹性体或耐高温的热塑性树脂,能改善胶粘剂的脆性。
进一步的,所述固化剂包括二胺基二苯甲烷和二胺基二苯砜。采用耐热性好的芳香胺固化剂体系,能提高其耐热性能。
进一步的,所述催化剂包括2-甲基咪唑和2-苯基咪唑。
进一步的,所述第一溶剂包括丁酮和甲苯。
进一步的,所述第二溶剂为二甲基甲酰胺。
进一步的,所述无机填料包括超细二氧化硅和超细氢氧化铝。加入少量超细无机填料可以有效地降低胶粘剂固化物的内在应力,从而改良其易脆的缺陷。
本发明的第二发明目的旨在提供一种胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:
1)通过第一溶剂溶解交联弹性体树脂,得到弹体树脂溶液;
2)将第二溶剂溶解固化剂后,再加入双酚A型大分子环氧树脂,待完全溶解;随后加入高溴环氧树脂、双酚F型环氧树脂和双酚A型低分子环氧树脂,搅拌至完全完溶解;
3)将步骤1和步骤2中的溶液混合,搅拌均匀;然后加入催化剂调节胶淮的凝胶化时间GT到160-260s/171±1℃即可;
本发明的第三发明目的旨在提供一种涂胶铜箔,在所述涂胶铜箔的粗化面利用上述胶粘剂涂敷有一层厚度为30-100μm的树脂层。然后烘干至半固化状态,即得涂胶铜箔。
将上述涂胶铜箔与FR-4玻璃布半固化片叠合,在热压机中压合,即得覆铜箔层压板。将上述涂树脂铜箔与设计的PCB板叠合压合,然后再进行表面电路的制做,即得多层印制电路板。
本发明提供的胶粘剂的有益效果在于:
1)针对传统涂树脂铜箔胶粘剂之不足,克服胶粘剂粘接强度低、生产工艺局限性大、韧性差、成本高之缺点,设计出成本较低、柔韧性好、铜箔剥离强度高的胶粘剂体系;
2)利用该胶粘剂涂敷的涂胶铜箔,以FR-4半固片为内芯材,压合而成的覆铜板,其铜箔抗剥离强度1.8kg/cm,阻燃性为UL94-V0级,288℃耐浸焊不小于5min,表面电阻、体积电阻率均超过IPC-4101D对FR-4板材相应条款的要求。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
一种胶粘剂,包括以下重量份的原料:双酚A型大分子环氧树脂40-50、高溴环氧树脂35-40、双酚F型环氧树脂10-20、双酚A型低分子环氧树脂5-10、交联弹性体树脂3-8、固化剂15-25、催化剂0.02-0.1、第一溶剂30-50、第二溶剂50-100和无机填料5-10。
涂胶铜箔专用胶粘剂的首要技术要求是粘接强度高、柔韧性要好,因此,必须选用长链分子结构的树脂物质,在提高良好的粘接性能、耐热性能的同时,还具有优异的柔韧性。
选用双酚A型大分子环氧树脂为主体树脂,能确保良好的粘接性能。所述双酚A型大分子环氧树脂的环氧当量为1000-1500g/mol。
选用复合双酚F型环氧树脂、低分子双酚A型环氧树脂降低了树脂体系的熔融粘度,间接提高了对铜箔的浸润和固化物空间的填充。同时,双酚F环氧树脂对固化物的柔韧性有较大的改善。所述低分子双酚A型环氧树脂的环氧当量为200-250g/mol;所述复合双酚F型环氧树脂的环氧当量为160-180g/mol
选用高溴环氧树脂,能实现固化物良好的阻燃性能及耐热性能。所述高溴环氧树脂的溴含量为48-50%
所述交联弹性体树脂包括丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶和丁二烯-丙烯腈共聚物橡胶。加入交联弹性体或耐高温的热塑性树脂,能改善胶粘剂的脆性。
所述固化剂包括二胺基二苯甲烷和二胺基二苯砜。采用耐热性好的芳香胺固化剂体系,能提高其耐热性能。
所述催化剂包括2-甲基咪唑和2-苯基咪唑。
所述第一溶剂包括丁酮和甲苯。
所述第二溶剂为二甲基甲酰胺。
所述无机填料包括超细二氧化硅和超细氢氧化铝。加入少量超细无机填料可以有效地降低胶粘剂固化物的内在应力,从而改良其易脆的缺陷。
实施1
胶液质量配比
材料名称 质量比
双酚A型大分子环氧树脂 40
高溴环氧树脂 35
双酚F型环氧树脂 10
双酚A型低分子环氧树脂 5
交联弹性体树脂 3
固化剂 20
催化剂 0.02
第一溶剂 30
第二溶剂 50
无机填料 5
胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:
1)通过第一溶剂溶解交联弹性体树脂,得到弹体树脂溶液;
2)将第二溶剂溶解固化剂后,再加入双酚A型大分子环氧树脂,待完全溶解;随后加入高溴环氧树脂、双酚F型环氧树脂和双酚A型低分子环氧树脂,搅拌至完全完溶解;
3)将步骤1和步骤2中的溶液混合,搅拌均匀;然后加入催化剂调节胶淮的凝胶化时间GT到160-260s/171±1℃即可;
按上述混胶方法混配胶液,并涂敷铜箔,与高Tg型FR-4半固化片叠配压合制得覆铜箔层压板,其典型性能如下:
项目 单位 测试结果 备注
阻燃性 -- V0级 UL94
288℃热应力 S 540 浸焊
铜箔抗剥强度 Kg/cm 1.85 0.035mm铜箔厚度
柔韧性 6 180°弯折折断试验
现在传统技术的涂胶铜箔,与高Tg型FR-4半固化片叠配压合制得的覆铜箔层压板,当其耐热性能较高288℃热应力为400s时,脆性就较大,柔韧性180°,而且铜箔抗剥离强度较小仅为1.4Kg/cm,弯折折断试验只有3次就出现胶层断裂。
实施例2
胶液质量配比
材料名称 质量比
双酚A型大分子环氧树脂 50
高溴环氧树脂 40
双酚F型环氧树脂 20
双酚A型低分子环氧树脂 10
交联弹性体树脂 8
固化剂 20
催化剂 0.1
第一溶剂 50
第二溶剂 100
无机填料 10
胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:
1)通过第一溶剂溶解交联弹性体树脂,得到弹体树脂溶液;
2)将第二溶剂溶解固化剂后,再加入双酚A型大分子环氧树脂,待完全溶解;随后加入高溴环氧树脂、双酚F型环氧树脂和双酚A型低分子环氧树脂,搅拌至完全完溶解;
3)将步骤1和步骤2中的溶液混合,搅拌均匀;然后加入催化剂调节胶淮的凝胶化时间GT到160-260s/171±1℃即可;
按上述混胶方法混配胶液,并涂敷铜箔,与高Tg型FR-4半固化片叠配压合制得覆铜箔层压板,其典型性能如下:
项目 单位 测试结果 备注
阻燃性 -- V0级 UL94
288℃热应力 S 360 浸焊
铜箔抗剥强度 Kg/cm 2.0 0.035mm铜箔厚度
柔韧性 11 180°弯折折断试验
现在传统技术的涂胶铜箔,与高Tg型FR-4半固化片叠配压合制得的覆铜箔层压板,当其柔韧性较好180°弯折折断试验大于8次时,其耐热性能就较低288℃热应力为200s。
实施例3
胶液质量配比
材料名称 质量比
双酚A型大分子环氧树脂 45
高溴环氧树脂 40
双酚F型环氧树脂 15
双酚A型低分子环氧树脂 10
交联弹性体树脂 6
固化剂 20
催化剂 0.08
第一溶剂 50
第二溶剂 80
无机填料 8
胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:
1)通过第一溶剂溶解交联弹性体树脂,得到弹体树脂溶液;
2)将第二溶剂溶解固化剂后,再加入双酚A型大分子环氧树脂,待完全溶解;随后加入高溴环氧树脂、双酚F型环氧树脂和双酚A型低分子环氧树脂,搅拌至完全完溶解;
3)将步骤1和步骤2中的溶液混合,搅拌均匀;然后加入催化剂调节胶淮的凝胶化时间GT到160-260s/171±1℃即可;
按上述混胶方法混配胶液,并涂敷铜箔,与高Tg型FR-4半固化片叠配压合制得覆铜箔层压板,其典型性能如下:
项目 单位 测试结果 备注
阻燃性 -- V0级 UL94
288℃热应力 S 400 浸焊
铜箔抗剥强度 Kg/cm 1.92 0.035mm铜箔厚度
柔韧性 9 180°弯折折断试验
现在传统技术的涂胶铜箔,与高Tg型FR-4半固化片叠配压合制得的覆铜箔层压板,当铜箔抗剥强度在室1.7Kg/cm时,180°弯折折断试验达到8次以上时,其耐热性能就较低288℃热应力为90s。
实施例4
胶液质量配比
材料名称 质量比
双酚A型大分子环氧树脂 40
高溴环氧树脂 35
双酚F型环氧树脂 20
双酚A型低分子环氧树脂 5
交联弹性体树脂 8
固化剂 15
催化剂 0.08
第一溶剂 50
第二溶剂 100
无机填料 5
胶粘剂的制备方法,包括以下步骤:
1)通过第一溶剂溶解交联弹性体树脂,得到弹体树脂溶液;
2)将第二溶剂溶解固化剂后,再加入双酚A型大分子环氧树脂,待完全溶解;随后加入高溴环氧树脂、双酚F型环氧树脂和双酚A型低分子环氧树脂,搅拌至完全完溶解;
3)将步骤1和步骤2中的溶液混合,搅拌均匀;然后加入催化剂调节胶淮的凝胶化时间GT到160-260s/171±1℃即可;
按上述混胶方法混配胶液,并涂敷铜箔,与高Tg型FR-4半固化片叠配压合制得覆铜箔层压板,其典型性能如下:
项目 单位 测试结果 备注
阻燃性 -- V0级 UL94
288℃热应力 S 320 浸焊
铜箔抗剥强度 Kg/cm 2.2 0.035mm铜箔厚度
柔韧性 12 180°弯折折断试验
当然高溴环氧树脂的质量比还可以为38,双酚A型低分子环氧树脂的质量比还可以为8,固化剂的质量比还可以为25、第一溶剂的质量比还可以为40。
以上实施例仅为充分公开而非限制本发明,凡基于本发明的创作主旨、未经创造性劳动的等效技术特征的替换,应当视为本申请揭露的范围。

Claims (10)

1.一种胶粘剂,其特征在于包括以下重量份的原料:双酚A型大分子环氧树脂40-50、高溴环氧树脂35-40、双酚F型环氧树脂10-20、双酚A型低分子环氧树脂5-10、交联弹性体树脂3-8、固化剂15-25、催化剂0.02-0.1、第一溶剂30-50、第二溶剂50-100和无机填料5-10。
2.如权利要求1所述的胶粘剂,其特征在于:所述双酚A型大分子环氧树脂的环氧当量为1000-1500g/mol;所述低分子双酚A型环氧树脂的环氧当量为200-250g/mol;所述复合双酚F型环氧树脂的环氧当量为160-180g/mol;所述高溴环氧树脂的溴含量为48-50%。
3.如权利要求1所述的胶粘剂,其特征在于:所述交联弹性体树脂包括丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶和丁二烯-丙烯腈共聚物橡胶。
4.如权利要求1所述的胶粘剂,其特征在于:所述固化剂包括二胺基二苯甲烷和二胺基二苯砜。
5.如权利要求1所述的胶粘剂,其特征在于:所述催化剂包括2-甲基咪唑和2-苯基咪唑。
6.如权利要求1所述的胶粘剂,其特征在于:所述第一溶剂包括丁酮和甲苯。
7.如权利要求1所述的胶粘剂,其特征在于:所述第二溶剂为二甲基甲酰胺。
8.如权利要求1所述的胶粘剂,其特征在于:所述无机填料包括超细二氧化硅和超细氢氧化铝。
9.权利要求1-8所述胶粘剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
1)通过第一溶剂溶解交联弹性体树脂,得到弹体树脂溶液;
2)将第二溶剂溶解固化剂后,再加入双酚A型大分子环氧树脂,待完全溶解;随后加入高溴环氧树脂、双酚F型环氧树脂和双酚A型低分子环氧树脂,搅拌至完全完溶解;
3)将步骤1和步骤2中的溶液混合,搅拌均匀;然后加入催化剂调节胶液的凝胶化时间GT到160-260s/171±1℃即可。
10.应用权利要求9中胶粘剂制成的涂胶铜箔,其特征在于:在所述涂胶铜箔的粗化面利用胶粘剂涂敷有一层厚度为30-100μm的树脂层。
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