CN107955331A - 一种led显示屏专用覆铜板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LED显示屏专用覆铜板的制备方法，所述制备方法包括胶水制备，然后将玻璃布纤维布浸入，烘烤4～8分钟制得粘结片，粘结片与铜箔压合固化，制得覆铜板。本发明采用小分子环氧树脂与大分子环氧树脂共混，由于小分子环氧树脂制成的半固化片在压合过程流动好，对玻璃纤维布浸透性好，能在胶水配方中大量加入无机填料，该种配方生产的半固化片在压合过程树脂胶液流动好，对玻璃纤维浸透好，所制得的层压板无织纹显露缺陷，同时能降低生产成本，所生产的覆铜板印制成LED显示屏PCB具有好的散热性。

Description

一种LED显示屏专用覆铜板的制备方法
技术领域
本发明涉及复合板技术领域，特别是涉及一种具有耐高温作用，降低生产成本，所生产的覆铜板印制成LED显示屏PCB具有好的散热性的LED显示屏专用覆铜板的制备方法。
背景技术
随着电子产品的发展趋向多功能化，电子产品的零部件也不断向轻、薄、短、小等方面发展，尤其是高密度集成电路技术的广泛应用，对民用电子产品提出高性能化、高可靠性和高安全性的要求；对工业用电子产品提出技术性能良好、低成本、低能耗的要求。因此电子产品的核心材料------印制电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)的基材覆铜板面临着更高的技术要求、更严峻的使用环境及更高的环保要求。
覆铜板(Copper Clad Laminate，简称CCL)主要用于生产印制电路板，是以纤维纸、玻璃纤维布或玻璃纤维无纺布(俗称玻璃毡)等作为增强材料，浸以树脂，单面或双面覆以铜箔，经热压而成的一种产品。现有的覆铜板由于制造原材料及制造结构的差异性，CCL基材的技术性能各有差异。
根据覆铜板组成结构及其增强材料的不同，现有的覆铜板可以分为以下几大类，并各具优缺点：
1、纸基覆铜板：纸基覆铜板虽然生产工艺简单、生产成本较低，但是其很多性能已不能满足很多针对电子产品高性能化的技术要求。
2、特殊增强材料基覆铜板：特殊增强基覆铜板是近几年发展起来的一类新型覆铜板，但是由于其加工工艺性较高，生产成本较高，目前仅应用于特殊要求的电子产品中。
3、玻璃纤维布基覆铜板：玻璃纤维布基覆铜板(即FR-4覆铜板)，是当前CCL产品中应用最多的一个品种，其组成结构以玻璃纤维布为面料，以玻璃纤维布为芯料。FR-4覆铜板具有良好的耐热性、电气特性和良好的机械强度、耐药品性等技术性能；但是在PCB生产中不适合冲压工艺，基材的尺寸稳定性较差，薄板翘曲相对大，其生产成本相对较高。
4、复合基覆铜板：复合基(Composite Epoxy Mterial)覆铜板，在现有CCL产品中常见为玻璃纤维布/纤维纸复合基覆铜板(以下简称“CEM-1覆铜板”)、玻璃纤维布/玻璃纤维无纺布复合基覆铜板(以下简称“CEM-3覆铜板”)。其中，CEM-3覆铜板的应用仅次于FR-4覆铜板，其组成结构以玻璃纤维布为面料，以玻璃纤维无纺布为芯料。CEM-3覆铜板具有良好的冲压性能、机械加工性能，和良好的尺寸稳定性，其生产成本远低于FR-4覆铜板；但是相比FR-4，其机械强度、耐热性能相对较差，对于高集成电路和高频、高速、大容量的电气元件均无法承载。
在增强材料生产方面，玻璃纤维布的生产经过熔化、拉丝、织布、热处理、表面处理、干燥等工序，相对其它增强材料其工业成本较大，能耗大、污染重，环保成本较高；玻璃纤维无纺布的生产经过制浆、抄纸、上胶、干燥等工序，相对而言其工业成本较低，能耗较小、污染较轻，环保成本较低。两种材料各具优劣。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种综合技术性能优良、又具备良好的机械强度和尺寸稳定性，同时生产成本、能耗和环保成本较低的覆铜板。
常规FR-4环氧玻璃布覆铜板是以低溴环氧树脂加入双氰胺作固化剂，加入部分溶剂稀释胶水粘度搅拌均匀熟化上胶制成半固化片，按不同基板厚度组合半固化片叠配电解铜箔压合成型。
由于LED显示屏在使用过程会发热，为解决LED显示屏散热需要在覆铜板里加入大量填料，而现有溴化环氧胶水配方中有溴，树脂分子量大，随着填料用量加大板材层间结合力差，另外胶水对玻璃纤维布的浸透性差，板材在压制过程容易出现织纹显露缺陷导致板材电性能下降。
发明内容
本发明的目的在于为了解决现有现有溴化环氧胶水配方中有溴，树脂分子量大，随着填料用量加大板材层间结合力差的缺陷而提供一种具有耐高温作用，降低生产成本，所生产的覆铜板印制成LED显示屏PCB具有好的散热性的LED显示屏专用覆铜板的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种LED显示屏专用覆铜板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
1)胶水制备：称取环氧树脂，双氰胺，2-甲基咪唑，二甲基甲酰胺，无机填料，改性酚醛树脂与甲醛捕捉剂；先用二甲基甲酰胺溶解双氰胺与2-甲基咪唑，加入环氧树脂，无机填料与改性酚醛树脂搅拌6小时测试胶水物性，胶水合格熟化4小时待用；
2)向步骤1)制备好的胶水加入无机填料，然后将1080或2116玻璃布纤维布浸入，在170～200℃的烘箱烘烤4～8分钟制得树脂含量50～70％的粘结片；
3)将步骤2)得到的粘结片与铜箔压合固化，制得覆铜板。
在本技术方案中，小分子环氧树脂制成的半固化片在压合过程流动性好，对玻璃纤维布浸润好，通过改变树脂的分子量，大分子树脂与小分子树脂共混，改善了胶水里填料用量增多对玻璃纤维布浸润性差的问题，同时解决了填料增多产品层间结合力差的问题。
作为优选，胶水各原料以重量份数计分别为：40-60份小分子环氧树脂，40-60份中分子环氧树脂，2-3份双氰胺，0.05-0.1份2-甲基咪唑，30-60份二甲基甲酰胺，120-160份无机填料，10-15份改性酚醛树脂与2-6份甲醛捕捉剂。
在本技术方案中，甲醛捕捉剂中的伯胺基团与改性酚醛树脂中游离醛的羰基在45～60℃条件下可以发生亲核加成反应生成RNHCH2OH，该结构稳定性很差，可以迅速脱水生成RNH＝CH2，并互相之间发生缩合反应，形成聚合物交联剂。该反应一方面可以减少体系中游离醛的含量，另一方面可以生成网络状的聚合物交联剂，可以对体系改性增韧，提高其耐热性能和粘结性。
作为优选，所述甲醛捕捉剂具有下式：R-NH2，其中，R选自-OH，-CH2-CH2-SO3H，-CH2(COOH)和-CH(COOH)(CH2CH2CONH2)中的一种或几种。
作为优选，所述改性酚醛树脂为腰果壳油改性酚醛树脂或亚麻油改性酚醛树脂。
作为优选，所述改性酚醛树脂采用如下方法制备：将苯酚与对甲基苯磺酸按1∶0.12～1∶0.5的质量比例混合搅拌均匀，快速搅拌下按苯酚质量的62％～72％缓慢加入改性物，升温到135～145℃，反应2～4h后，停止加热并在搅拌下冷却至室温，得改性物-苯酚反应物；将改性物-苯酚反应物加热搅拌，按照改性物-苯酚反应物质量的92％～95％加入甲醛，搅拌均匀后按照改性物-苯酚反应物质量的3％～5％加入氨水，缓慢升温到100a～115℃，当反应物出现黄色浑浊时，进行冷却，直到48～52℃左右时开始真空脱水，当树脂液变成棕色透明时，停止脱水，加入无水乙醇搅拌溶解，冷却至室温出料，得改性酚醛树脂；所述改性物为亚麻油或腰果壳油。
作为优选，所述无机填料为纳米氧化锌、纳米氮化钛或纳米氮化锌。
本发明的有益效果：本发明采用小分子环氧树脂与大分子环氧树脂共混，由于小分子环氧树脂制成的半固化片在压合过程流动好，对玻璃纤维布浸透性好，能在胶水配方中大量加入无机填料，该种配方生产的半固化片在压合过程树脂胶液流动好，对玻璃纤维浸透好，所制得的层压板无织纹显露缺陷，同时能降低生产成本，所生产的覆铜板印制成LED显示屏PCB具有好的散热性。
与现有FR-4覆铜板相比，覆铜板具备与之相同的热性能和耐热性能，具备良好的电气特性和耐药品性，其机械强度接近FR-4覆铜板；还具备良好的PBC加工工艺适应性，在下游PCB的制造过程中，其冲压、钻孔等工艺流程适用性更好，对加工部件的损耗情况优于现有FR-4覆铜板，很好地降低了加工成本；同时大大降低了原材料的生产成本和生产能耗。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
甲醛捕捉剂具有下式：R-NH2，其中，R选自-OH，-CH2-CH2-SO3H，-CH2(COOH)和-CH(COOH)(CH2CH2CONH2)中的一种或几种。
改性酚醛树脂为腰果壳油改性酚醛树脂或亚麻油改性酚醛树脂。
改性酚醛树脂采用如下方法制备：将苯酚与对甲基苯磺酸按1∶0.12～1∶0.5的质量比例混合搅拌均匀，快速搅拌下按苯酚质量的62％～72％缓慢加入改性物，升温到135～145℃，反应2～4h后，停止加热并在搅拌下冷却至室温，得改性物-苯酚反应物；将改性物-苯酚反应物加热搅拌，按照改性物-苯酚反应物质量的92％～95％加入甲醛，搅拌均匀后按照改性物-苯酚反应物质量的3％～5％加入氨水，缓慢升温到100～115℃，当反应物出现黄色浑浊时，进行冷却，直到48～52℃左右时开始真空脱水，当树脂液变成棕色透明时，停止脱水，加入无水乙醇搅拌溶解，冷却至室温出料，得改性酚醛树脂；所述改性物为亚麻油或腰果壳油。
无机填料为纳米氧化锌、纳米氮化钛或纳米氮化锌。
小分子环氧树脂的环氧当量为176-205g/eq，粘度为550-800cps/25℃，中分子环氧树脂的环氧当量为450-680g/eq，粘度为1000-4500cps/25℃。
实施例1
一种LED显示屏专用覆铜板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
1)胶水制备：称取环氧树脂，双氰胺，2-甲基咪唑，二甲基甲酰胺，无机填料，改性酚醛树脂与甲醛捕捉剂；先用二甲基甲酰胺溶解双氰胺与2-甲基咪唑，加入环氧树脂，无机填料与改性酚醛树脂搅拌6小时测试胶水物性，胶水合格熟化4小时待用；
2)向步骤1)制备好的胶水加入无机填料，然后将1080或2116玻璃布纤维布浸入，在170～200℃的烘箱烘烤4～8分钟制得树脂含量50～70％的粘结片；
3)将步骤2)得到的粘结片与铜箔压合固化，制得覆铜板。
胶水各原料以重量份数计分别为：60份小分子环氧树脂，60份中分子环氧树脂，3份双氰胺，0.1份2-甲基咪唑，60份二甲基甲酰胺，160份无机填料，15份改性酚醛树脂与6份甲醛捕捉剂。其中，甲醛捕捉剂为H2N-CH(COOH)(CH2CH2CONH2)，改性酚醛树脂为亚麻油改性酚醛树脂。
实施例2
一种LED显示屏专用覆铜板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
1)胶水制备：称取环氧树脂，双氰胺，2-甲基咪唑，二甲基甲酰胺，无机填料，改性酚醛树脂与甲醛捕捉剂；先用二甲基甲酰胺溶解双氰胺与2-甲基咪唑，加入环氧树脂，无机填料与改性酚醛树脂搅拌6小时测试胶水物性，胶水合格熟化4小时待用；
2)向步骤1)制备好的胶水加入无机填料，然后将2116玻璃布纤维布浸入，在180℃的烘箱烘烤6分钟制得树脂含量60％的粘结片；
3)将步骤2)得到的粘结片与铜箔压合固化，制得覆铜板。
胶水各原料以重量份数计分别为：52份小分子环氧树脂，48份中分子环氧树脂，2.5份双氰胺，0.08份2-甲基咪唑，45份二甲基甲酰胺，140份无机填料，13份改性酚醛树脂与4份甲醛捕捉剂。其中，甲醛捕捉剂为H2N-CH2(COOH)，改性酚醛树脂为腰果壳油改性酚醛树脂。
实施例3
一种LED显示屏专用覆铜板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
1)胶水制备：称取环氧树脂，双氰胺，2-甲基咪唑，二甲基甲酰胺，无机填料，改性酚醛树脂与甲醛捕捉剂；先用二甲基甲酰胺溶解双氰胺与2-甲基咪唑，加入环氧树脂，无机填料与改性酚醛树脂搅拌6小时测试胶水物性，胶水合格熟化4小时待用；
2)向步骤1)制备好的胶水加入无机填料，然后将1080玻璃布纤维布浸入，在170℃的烘箱烘烤4分钟制得树脂含量50％的粘结片；
3)将步骤2)得到的粘结片与铜箔压合固化，制得覆铜板。
胶水各原料以重量份数计分别为：40份小分子环氧树脂，40份中分子环氧树脂，2份双氰胺，0.05份2-甲基咪唑，30份二甲基甲酰胺，120份无机填料，10份改性酚醛树脂与2份甲醛捕捉剂。其中，甲醛捕捉剂为H2N-CH2-CH2-SO3H，改性酚醛树脂为腰果壳油改性酚醛树脂。
采用小分子环氧树脂与大分子环氧树脂共混，由于小分子环氧树脂制成的半固化片在压合过程流动好，对玻璃纤维布浸透性好，能在胶水配方中大量加入无机填料，该种配方生产的半固化片在压合过程树脂胶液流动好，对玻璃纤维浸透好，所制得的层压板无织纹显露缺陷，同时能降低生产成本，所生产的覆铜板印制成LED显示屏PCB具有好的散热性。

Claims (6)

1.一种LED显示屏专用覆铜板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
1)胶水制备：称取环氧树脂，双氰胺，2-甲基咪唑，二甲基甲酰胺，无机填料，改性酚醛树脂与甲醛捕捉剂；先用二甲基甲酰胺溶解双氰胺与2-甲基咪唑，加入环氧树脂，无机填料与改性酚醛树脂搅拌6小时测试胶水物性，胶水合格熟化4小时待用；
2)向步骤1)制备好的胶水加入无机填料，然后将1080或2116玻璃布纤维布浸入，在170～200℃的烘箱烘烤4～8分钟制得树脂含量50～70％的粘结片；
3)将步骤2)得到的粘结片与铜箔压合固化，制得覆铜板。
2.根据权利要求1所述的一种LED显示屏专用覆铜板的制备方法，其特征在于，胶水各原料以重量份数计分别为：40-60份小分子环氧树脂，40-60份中分子环氧树脂，2-3份双氰胺，0.05-0.1份2-甲基咪唑，30-60份二甲基甲酰胺，120-160份无机填料，10-15份改性酚醛树脂与2-6份甲醛捕捉剂。
3.根据权利要求1或2所述的一种LED显示屏专用覆铜板的制备方法，其特征在于，所述甲醛捕捉剂具有下式：R-NH2，其中，R选自-OH，-CH2-CH2-SO3H，-CH2(COOH)和-CH(COOH)(CH2CH2CONH2)中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的一种LED显示屏专用覆铜板的制备方法，其特征在于，所述改性酚醛树脂为腰果壳油改性酚醛树脂或亚麻油改性酚醛树脂。
5.根据权利要求4所述的一种LED显示屏专用覆铜板的制备方法，其特征在于，所述改性酚醛树脂采用如下方法制备：将苯酚与对甲基苯磺酸按1∶0.12～1∶0.5的质量比例混合搅拌均匀，快速搅拌下按苯酚质量的62％～72％缓慢加入改性物，升温到135～145℃，反应2～4h后，停止加热并在搅拌下冷却至室温，得改性物-苯酚反应物；将改性物-苯酚反应物加热搅拌，按照改性物-苯酚反应物质量的92％～95％加入甲醛，搅拌均匀后按照改性物-苯酚反应物质量的3％～5％加入氨水，缓慢升温到100～115℃，当反应物出现黄色浑浊时，进行冷却，直到48～52℃左右时开始真空脱水，当树脂液变成棕色透明时，停止脱水，加入无水乙醇搅拌溶解，冷却至室温出料，得改性酚醛树脂；所述改性物为亚麻油或腰果壳油。
6.根据权利要求1所述的一种LED显示屏专用覆铜板的制备方法，其特征在于，所述无机填料为纳米氧化锌、纳米氮化钛或纳米氮化锌。
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