CN111471264A - 一种填料改性碳氢半固化片及其制备方法及采用其制备高频高速覆铜板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种填料改性碳氢半固化片,按重量百分比计,包括以下组分:增强材料15%~40%;偶联剂0.1%~5%;有机树脂30%~65%;交联剂2%~10%;无机填料25%~65%;阻燃剂15%~40%;抗氧剂0.1%~10%;所述有机树脂为聚丁二烯聚合物、聚丁二烯‑苯乙烯共聚物、异戊二烯‑苯乙烯共聚物、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯共聚物、丁二烯‑丙烯腈共聚物中的一种或几种。本发明提供的用于制作高频告诉覆铜板的填料改性碳氢半固化片具有低介电常数、低介质损耗、优异耐热性能、良好热机械性能、吸水率极低及性能稳定的特点。制作碳氢半固化片及高频高速覆铜板的方法实现简单,易于操作,且成本较低,易于批量化。
Description
技术领域
本发明属于高频通讯材料领域,具体涉及一种填料改性碳氢半固化片及其制备方法及采用其制备高频高速覆铜板的方法。
背景技术
覆铜板作为电子通讯核心材料之一,广泛应用于基站天线,功放,天线馈电网络,射频被动元器件,多媒体传输系统,雷达中。随着信息处理高速化,信号传输高频化的快速发展,对作为核心材料之一的覆铜板性能要求越来越高。由于传统环氧覆铜板的介电常数高,介质损耗亦较高,经过多年来性能改进可以满足在低频领域中的应用,但是不能满足高频高速覆铜板的要求。
后来开发出具有低的介电常数和介质损耗的聚苯醚基覆铜板,目前已经广泛应用于高频电子通讯材料中。目前开发成功有侧乙烯基和端乙烯基改性的聚苯醚基覆铜板两大类,其中侧乙烯基改性聚苯醚由于毒性大且工艺实现复杂限制其应用,端乙烯基聚苯醚需添加固化剂,污染严重且品质难以把控。聚苯醚具有高熔性缺点导致后期PCB加工中孔隙等缺陷,且基板吸水率较高,热膨胀系数高,无法应用到要求低吸水率及低热膨胀系数的通讯天线领域等。聚四氟乙烯具有最优异的介电性能,极低的介电常数和极低的介质损耗,且聚四氟乙烯介电性能随着温度及环境变化影响较小等优点,目前已广泛应用在高频高速电子通讯材料中。但是加工温度大于360℃,且加工工艺难度较大,后期PCB加工孔金属化和电镀工艺较难。聚四氟乙烯是热塑性弹性体,尺寸涨缩明显,进一步限制其应用。
聚碳氢基半固化片及其制备的覆铜板具有低介电常数,低介质损耗,极低的吸水性等性能被广泛用作高频高速电子通讯材料。然而碳氢树脂多为非极性与填料相容性不佳,以至于出现热机械性能较差,耐热性不佳,抗剥强度不好及材料均匀性较差等缺点,影响碳氢固化片及碳氢覆铜板的应用。目前,高频覆铜板线路高密度化、复杂化及多功能化对覆铜板及与之粘结半固化片均有着更高要求。
因而,研发出低介电常数、低介质损耗、优异的耐热性能、良好的热机械性能及性能稳定的碳氢基半固化片对于多层高频覆铜板及碳氢基覆铜板有着重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低介电常数、低介质损耗、优异的耐热性能、良好的热机械性能及性能稳定的填料改性碳氢半固化片及其制备方法,采用其制备高频高速覆铜板的方法。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种填料改性碳氢半固化片,按重量百分比计,包括以下组分:
增强材料15%~40%;
偶联剂0.1%~5%;
有机树脂30%~65%;
交联剂2%~10%;
无机填料25%~65%;
阻燃剂15%~40%;
抗氧剂0.1%~10%。
进一步地,所述增强材料为104电子级无碱玻璃布、106电子级无碱玻璃布、1080电子级无碱玻璃布、2116电子级无碱玻璃布、2313电子级无碱玻璃布或7628电子级无碱玻璃布中的一种;
进一步地,所述偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、苯基硅烷、巯基硅烷、焦磷酰氧基钛酸酯中的一种或几种。
进一步地,所述无机填料包括二氧化硅、二氧化锡、硅灰石、氧化铝、钛白粉、氧化锌、氧化硼或氮化硅中一种或几种;所述的阻燃剂为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、溴系阻燃剂、铝系阻燃剂、镁系阻燃剂、有机硅类阻燃剂或硼系阻燃剂中一种或几种。
进一步地,所述抗氧剂为四[β-丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、2,6-二叔丁基对甲酚、甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯中的一种或几种。
进一步地,所述有机树脂为聚丁二烯聚合物、聚丁二烯-苯乙烯共聚物、异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物中的一种或几种。
进一步地,所述聚丁二烯聚合物分子量为1000~20000,所述聚丁二烯-苯乙烯共聚物分子量20000~100000,所述异戊二烯-苯乙烯共聚物分子量为5000~100000,所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物分子量为10000~100000,所述丁二烯-丙烯腈分子量为5000~50000。
进一步地,所述交联剂为二乙烯基苯、三烯丙基异氰尿酸脂、二烯丙基双酚A、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰或过氧化氢二异丙苯中的一种或几种。
本发明还提供一种上述的填料改性碳氢半固化片的制备方法,包括以下步骤:
1)在甲苯中加入所述重量百分比的偶联剂,充分混合分散搅拌30min~120min,制备成含有所述偶联剂浓度为0.1mg/L~50mg/L的甲苯溶液,将所述重量百分比的增强材料浸润到所述甲苯溶液中5min~30min,烘干后备用;
2)向所述步骤1)得到的甲苯溶液中加入所述重量百分比的无机填料、所述重量百分比的阻燃剂和所述重量百分比的抗氧剂,在300r/min~1000r/min充分搅拌60min~200min,使得所述无机填料、所述阻燃剂和所述抗氧剂在所述甲苯溶液中充分润湿,同时与所述偶联剂充分混合,使得所述无机填料、所述阻燃剂和所述抗氧剂与偶联剂充分接触,得到固体含量重量百分比为15%~60%的改性填料;
3)将所述重量百分比的有机树脂加入至所述步骤1)得到的甲苯溶液中,以100r/min~500r/min混合搅拌30min~120min,制得有机树脂均匀分散液;
4)将所述步骤2)得到的所述改性填料和所述步骤3)得到的所述有机树脂均匀分散液混合,加入所述重量百分比的交联剂后继续搅拌30min~100min,调整胶液粘度在三号粘度杯粘度为30s~50s,制得固体含量为25%~75%的均匀分散液;
5)将所述步骤1)制备得到的烘干后增强材料浸渍在所述步骤4)得到的所述分散液中,于100℃~150℃烘干后得到半固化片。
本发明还挺一种采用上述的填料改性碳氢半固化片制备高频高速覆铜板的制备方法,其特征在于,取若干所述半固化片,两面覆以1OZ、35μm的铜箔,在120℃~280℃的层压温度保温60min~120min,同时于200psi~800psi的压力条件下压合200min~400min制得。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)本发明中,选用聚丁二烯均聚物及丁二烯-苯乙烯共聚物等为基础有机树脂,加上无机填料、抗氧剂、偶联剂以及交联剂组成的碳氢组合物,通过特殊改性的乙烯基硅烷、苯基硅烷、钛酸酯等偶联剂首先处理电子级玻纤布的增强材料,将特殊偶联剂充分修饰到增强材料表面,增加了组分间粘结性、相容性。同样的使用上述偶联剂处理无机填料、,偶联剂与填料充分混合后,增加填料与树脂的亲和力,增加碳氢组分各组分间相容性,粘结性,制得浸渍能力强,均匀的胶液。
2)采用本申请提供的填料改性碳氢半固化片组成成分及制作工艺制得的半固化片及高频高速覆铜板具有低介电常数,极低的介质损耗,极低吸水性,优异的热机械性能,低的热膨胀系数等优异性能。本申请制备碳氢半固化片的方法及采用制备好的碳氢半固化片制备高频高速覆铜板的方法实现较为简单,易于操作及批量化生产,在高频高速半固化片及覆铜板通讯材料领域有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种填料改性碳氢半固化片,按重量百分比计,包括以下组分:
增强材料104电子级无碱玻璃布15%;
偶联剂乙烯基硅烷0.5%;
偶联剂苯基硅烷0.5%;
偶联剂焦磷酰氧基钛酸酯0.5%;
有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物20%;
有机树脂异戊二烯-丁二烯共聚物20%
交联剂三烯丙基异氰酸酯0.5%;
交联剂过氧化二异丙苯1%;
无机填料二氧化硅30%;
阻燃剂氢氧化镁5%;
阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐15%;
抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)1%。
本实施例还提供一种上述填料改性碳氢半固化片的制备方法,包括以下步骤:
1)在甲苯中加入0.5%重量百分比的的偶联剂乙烯基硅烷、0.5%重量百分比的偶联剂苯基硅烷和0.5%重量百分比的偶联剂0.5%,充分混合分散搅拌30min,制备成含有偶联剂浓度为0.1mg/L的甲苯溶液,将15%重量百分比的增强材料104电子级无碱玻璃布浸润到甲苯溶液中5min,烘干后备用;
2)向步骤1)得到的甲苯溶液中加入30%重量百分比的无机填料二氧化硅、5%重量百分比的阻燃剂氢氧化镁、15%的重量百分比的阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐和1%重量百分比的抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚),在300r/min充分搅拌60min,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂在甲苯溶液中充分润湿,同时与偶联剂充分混合,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂与偶联剂充分接触,得到固体含量重量百分比为15%的改性填料;
3)将20%重量百分比的有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、20%重量百分比的有机树脂异戊二烯-丁二烯共聚物加入至步骤1)得到的甲苯溶液中,以100r/min混合搅拌30min,制得有机树脂均匀分散液;
4)将步骤2)得到的改性填料和步骤3)得到的有机树脂均匀分散液混合,加入0.5%重量百分比的交联剂三烯丙基异氰酸酯、1%重量百分比的交联剂过氧化二异丙苯后继续搅拌30min,调整胶液粘度在三号粘度杯粘度为30s,制得固体含量为25%的均匀分散液;
5)将步骤1)制备得到的烘干后增强材料104电子级无碱玻璃布浸渍在步骤4)得到的分散液中,于100℃烘干后得到碳氢半固化片。
一种采用上述制备得到的填料改性碳氢半固化片制备高频高速覆铜板的制备方法,取5片半固化片,两面覆以1OZ、35μm的铜箔,在120℃的层压温度保温60min,同时于200psi的压力条件下压合200min制得。
实施例2
本实施例提供一种填料改性碳氢半固化片,按重量百分比计,包括以下组分:
增强材料2116电子级无碱玻璃布25%;
偶联剂乙烯基硅烷1%;
偶联剂苯基硅烷0.3%;
偶联剂焦磷酰氧基钛酸酯0.2%;
有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物20%;
有机树脂聚丁二烯聚合物20%;
交联剂三烯丙基异氰酸酯1%;
交联剂过氧化二异丙苯1%;
无机填料二氧化硅30%;
阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐20%;
抗氧剂2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚0.5%。
本实施例还提供一种上述填料改性碳氢半固化片的制备方法,包括以下步骤:
1)在甲苯中加入1%重量百分比的偶联剂乙烯基硅烷、0.3%重量百分比的偶联剂苯基硅烷、0.2%重量百分比的偶联剂焦磷酰氧基钛酸酯,充分混合分散搅拌75min,制备成含有偶联剂浓度为25mg/L的甲苯溶液,将25%重量百分比的增强材料2116电子级无碱玻璃布浸润到甲苯溶液中17.5min,烘干后备用;
2)向步骤1)得到的甲苯溶液中加入30%重量百分比的无机填料二氧化硅、20%重量百分比的阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐和0.5%重量百分比的抗氧剂2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚,在650r/min充分搅拌130min,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂在甲苯溶液中充分润湿,同时与偶联剂充分混合,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂与偶联剂充分接触,得到固体含量重量百分比为32.5%的改性填料;
3)将20%重量百分比的有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、20%重量百分比的有机树脂聚丁二烯聚合物加入至步骤1)得到的甲苯溶液中,以300r/min混合搅拌75min,制得有机树脂均匀分散液;
4)将步骤2)得到的改性填料和步骤3)得到的有机树脂均匀分散液混合,加入1%重量百分比的交联剂三烯丙基异氰酸酯、1%重量百分比的交联剂过氧化二异丙苯后继续搅拌65min,调整胶液粘度在三号粘度杯粘度为40s,制得固体含量为50%的均匀分散液;
5)将步骤1)制备得到的烘干后增强材料2116电子级无碱玻璃布浸渍在步骤4)得到的分散液中,于125℃烘干后得到半固化片。
本实施例还提供一种采用上述的填料改性碳氢半固化片制备高频高速覆铜板的制备方法,取10片半固化片,两面覆以1OZ、35μm的铜箔,在200℃的层压温度保温90min,同时于500psi的压力条件下压合300min制得。
实施例3
本实施例提供一种填料改性碳氢半固化片,按重量百分比计,包括以下组分:
增强材料2313电子级无碱玻璃布30%;
偶联剂乙烯基硅烷0.5%;
偶联剂苯基硅烷0.3%;
偶联剂焦磷酰氧基钛酸酯0.2%;
有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物10%;
有机树脂异戊二烯-丁二烯共聚物15%;
有机树脂聚丁二烯聚合物5%;
交联剂三烯丙基异氰酸酯0.5%;
交联剂过氧化二异丙苯3%;
无机填料二氧化硅30%;
阻燃剂氢氧化镁10%;
阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐10%;
抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.5%;
抗氧剂2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚0.5%。
本实施例还提供一种上述的填料改性碳氢半固化片的制备方法,包括以下步骤:
1)在甲苯中加入0.5%重量百分比的偶联剂乙烯基硅烷、0.3%重量百分比偶联剂苯基硅烷和0.2%重量百分比偶联剂焦磷酰氧基钛酸酯,充分混合分散搅拌90min,制备成含有偶联剂浓度为15mg/L的甲苯溶液,将30%重量百分比的增强材料2313电子级无碱玻璃布浸润到甲苯溶液中13min,烘干后备用;
2)向步骤1)得到的甲苯溶液中加入30%重量百分比的无机填料二氧化硅、10%重量百分比的阻燃剂氢氧化镁、10%重量百分比的阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐、0.5%重量百分比的抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)和0.5%重量百分比的抗氧剂2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚,在500r/min充分搅拌100min,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂在甲苯溶液中充分润湿,同时与偶联剂充分混合,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂与偶联剂充分接触,得到固体含量重量百分比为25%的改性填料;
3)将重量百分比的有机树脂加入至步骤1)得到的甲苯溶液中,以200r/min混合搅拌60min,制得有机树脂均匀分散液;
4)将步骤2)得到的改性填料和步骤3)得到的有机树脂均匀分散液混合,加入0.5%重量百分比的交联剂三烯丙基异氰酸酯、3%重量百分比的交联剂过氧化二异丙苯后继续搅拌50min,调整胶液粘度在三号粘度杯粘度为35s,制得固体含量为35%的均匀分散液;
5)将步骤1)制备得到的烘干后增强材料2313电子级无碱玻璃布浸渍在步骤4)得到的分散液中,于110℃烘干后得到半固化片。
本发明还提供一种采用上述的填料改性碳氢半固化片制备高频高速覆铜板的制备方法,取8片半固化片,两面覆以1OZ、35μm的铜箔,在150℃的层压温度保温70min,同时于300psi的压力条件下压合250min制得。
实施例4
本实施例提供一种填料改性碳氢半固化片,按重量百分比计,包括以下组分:
增强材料1080电子级无碱玻璃布35%;
偶联剂乙烯基硅烷0.3%;
偶联剂苯基硅烷0.5%;
偶联剂焦磷酰氧基钛酸酯0.2%;
有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物15%;
有机树脂异戊二烯-丁二烯共聚物15%;
有机树脂聚丁二烯聚合物10%;
交联剂三烯丙基异氰酸酯1%;
交联剂过氧化二异丙苯3%;
无机填料二氧化硅18%;
无机填料氧化铝8%;
无机填料硅灰石4%;
阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐20%;
抗氧剂2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚1%。
本实施例还提供一种上述的填料改性碳氢半固化片的制备方法,包括以下步骤:
1)在甲苯中加入0.3%重量百分比的偶联剂乙烯基硅烷、0.5%重量百分比的偶联剂苯基硅烷、0.2%重量百分比的偶联剂焦磷酰氧基钛酸酯,充分混合分散搅拌100min,制备成含有偶联剂浓度为40mg/L的甲苯溶液,将35%重量百分比的增强材料1080电子级无碱玻璃布浸润到甲苯溶液20min,烘干后备用;
2)向步骤1)得到的甲苯溶液中加入18%重量百分比的无机填料二氧化硅、8%重量百分比的无机填料氧化铝、4%重量百分比的无机填料硅灰石、20%重量百分比的阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐和1%重量百分比的抗氧剂2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚,在800r/min充分搅拌180min,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂在甲苯溶液中充分润湿,同时与偶联剂充分混合,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂与偶联剂充分接触,得到固体含量重量百分比为50%的改性填料;
3)将15%重量百分比的有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、15%重量百分比的有机树脂异戊二烯-丁二烯共聚物和10%重量百分比的有机树脂聚丁二烯聚合物加入至步骤1)得到的甲苯溶液中,以400r/min混合搅拌100min,制得有机树脂均匀分散液;
4)将步骤2)得到的改性填料和步骤3)得到的有机树脂均匀分散液混合,加入1%重量百分比的交联剂三烯丙基异氰酸酯、3%重量百分比的交联剂过氧化二异丙苯后继续搅拌80min,调整胶液粘度在三号粘度杯粘度为45s,制得固体含量为65%的均匀分散液;
5)将步骤1)制备得到的烘干后增强材料1080电子级无碱玻璃布浸渍在步骤4)得到的分散液中,于140℃烘干后得到半固化片。
本实施例还提供一种采用上述的填料改性碳氢半固化片制备高频高速覆铜板的制备方法,取15片半固化片,两面覆以1OZ、35μm的铜箔,在240℃的层压温度保温100min,同时于650psi的压力条件下压合350min制得。
实施例5
本实施例提供一种填料改性碳氢半固化片,按重量百分比计,包括以下组分:
增强材料7628电子级无碱玻璃布40%;
偶联剂乙烯基硅烷0.3%;
偶联剂苯基硅烷0.2%;
偶联剂焦磷酰氧基钛酸酯1%;
有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物15%;
有机树脂异戊二烯-丁二烯共聚物10%;
有机树脂聚丁二烯聚合物5%;
交联剂三烯丙基异氰酸酯0.5%;
交联剂过氧化二异丙苯3%;
无机填料二氧化硅10%;
无机填料氧化铝15%;
无机填料硅灰石5%;
阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐20%;
抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.3%;
抗氧剂2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚0.3%。
本实施例还提供一种上述的填料改性碳氢半固化片的制备方法,包括以下步骤:
1)在甲苯中加入0.3%重量百分比的偶联剂乙烯基硅烷、0.2%重量百分比的偶联剂苯基硅烷、1%重量百分比的偶联剂焦磷酰氧基钛酸酯,充分混合分散搅拌120min,制备成含有偶联剂浓度为50mg/L的甲苯溶液,将40%重量百分比的增强材料7628电子级无碱玻璃布浸润到甲苯溶液中30min,烘干后备用;
2)向步骤1)得到的甲苯溶液中加入10%重量百分比的无机填料二氧化硅、15%重量百分比的无机填料氧化铝、5%重量百分比的无机填料硅灰石、20%重量百分比的阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐0.3%重量百分比的抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)和0.3%重量百分比的抗氧剂2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚,在1000r/min充分搅拌200min,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂在甲苯溶液中充分润湿,同时与偶联剂充分混合,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂与偶联剂充分接触,得到固体含量重量百分比为60%的改性填料;
3)将15%重量百分比的有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、10%重量百分比的有机树脂异戊二烯-丁二烯共聚物、5%重量百分比的有机树脂聚丁二烯聚合物加入至步骤1)得到的甲苯溶液中,以500r/min混合搅拌120min,制得有机树脂均匀分散液;
4)将步骤2)得到的改性填料和步骤3)得到的有机树脂均匀分散液混合,加入0.5%重量百分比的交联剂三烯丙基异氰酸酯、3%的重量百分比的交联剂过氧化二异丙苯后继续搅拌100min,调整胶液粘度在三号粘度杯粘度为50s,制得固体含量为75%的均匀分散液;
5)将步骤1)制备得到的烘干后增强材料7628电子级无碱玻璃布浸渍在步骤4)得到的分散液中,于150℃烘干后得到半固化片。
本发明还提供一种采用上述的填料改性碳氢半固化片制备高频高速覆铜板的制备方法,取20片半固化片,两面覆以1OZ、35μm的铜箔,在280℃的层压温度保温120min,同时于800psi的压力条件下压合400min制得。
对比例1
本对比例提供的一种覆铜板半固片材料制备成分,按重量百分比计,包括以下成分:
增强材料2116电子级无碱玻璃布15%;
偶联剂乙烯基硅烷0.5%;
有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物20%;
有机树脂异戊二烯-丁二烯共聚物20%;
交联剂三烯丙基异氰酸酯0.5%;
交联剂过氧化二异丙苯1%;
无机填料二氧化硅30%;
阻燃剂氢氧化镁5%;
阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐15%;
抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)1%。
本对比例提供的填料改性碳氢半固化片的制备方法,包括以下步骤:
1)在甲苯中加入5%重量百分比的偶联剂乙烯基硅烷,充分混合分散搅拌30min,制备成含有偶联剂浓度为0.1mg/L的甲苯溶液,将15%重量百分比的增强材料2116电子级无碱玻璃布浸润到甲苯溶液中5min,烘干后备用;
2)向步骤1)得到的甲苯溶液中加入30%重量百分比的无机填料二氧化硅、5%重量百分比的阻燃剂氢氧化镁和15%重量百分比的抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚),在300r/min充分搅拌60min~200min,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂在甲苯溶液中充分润湿,同时与偶联剂充分混合,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂与偶联剂充分接触,得到固体含量重量百分比为15%的改性填料;
3)将20%重量百分比的有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、20%重量百分比的有机树脂异戊二烯-丁二烯共聚物加入至步骤1)得到的甲苯溶液中,以100r/min混合搅拌30minn,制得有机树脂均匀分散液;
4)将步骤2)得到的改性填料和步骤3)得到的有机树脂均匀分散液混合,加入0.5%重量百分比的交联剂三烯丙基异氰酸酯、1%重量百分比的交联剂过氧化二异丙苯后继续搅拌30min,调整胶液粘度在三号粘度杯粘度为30s,制得固体含量为25%的均匀分散液;
5)将步骤1)制备得到的烘干后增强材料2116电子级无碱玻璃布浸渍在步骤4)得到的分散液中,于100℃烘干后得到半固化片。
本对比例提供的采用上述的填料改性碳氢半固化片制备高频高速覆铜板的制备方法,取5片半固化片,两面覆以1OZ、35μm的铜箔,在120℃的层压温度保温60min,同时于200psi的压力条件下压合200min制得。
对比例2
本对比例提供的一种覆铜板半固片材料制备成分,按重量百分比计,包括以下成分:
增强材料7628电子级无碱玻璃布27.5%;
偶联剂苯基硅烷0.5%;
有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物20%;
有机树脂聚丁二烯聚合物20%;
交联剂三烯丙基异氰酸酯0.5%;
交联剂过氧化二异丙苯1%;
无机填料二氧化硅20%;
无机填料氧化铝10%;
阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐20%;
抗氧剂2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚1%。
本对比例提供的上述填料改性碳氢半固化片的制备方法,包括以下步骤:
1)在甲苯中加入0.5%重量百分比的偶联剂苯基硅烷,充分混合分散搅拌75min,制备成含有偶联剂浓度为25mg/L的甲苯溶液,将27.5%重量百分比的增强材料7628电子级无碱玻璃布浸润到甲苯溶液中17.5min,烘干后备用;
2)向步骤1)得到的甲苯溶液中加入20%重量百分比的无机填料二氧化硅、10%重量百分比的无机填料氧化铝、20%重量百分比的阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐和1%重量百分比的抗氧剂2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚,在650r/min充分搅拌130min,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂在甲苯溶液中充分润湿,同时与偶联剂充分混合,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂与偶联剂充分接触,得到固体含量重量百分比为32.5%的改性填料;
3)将20%重量百分比的有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、20%重量百分比的有机树脂聚丁二烯聚合物加入至步骤1)得到的甲苯溶液中,以300r/min混合搅拌75min,制得有机树脂均匀分散液;
4)将步骤2)得到的改性填料和步骤3)得到的有机树脂均匀分散液混合,加入0.5%重量百分比的交联剂三烯丙基异氰酸酯、1%重量百分比的交联剂过氧化二异丙苯后继续搅拌65min,调整胶液粘度在三号粘度杯粘度为40s,制得固体含量为50%的均匀分散液;
5)将步骤1)制备得到的烘干后增强材料7628电子级无碱玻璃布浸渍在步骤4)得到的分散液中,于125℃烘干后得到半固化片。
本对比例还提供一种采用上述的填料改性碳氢半固化片制备高频高速覆铜板的制备方法,取10片半固化片,两面覆以1OZ、35μm的铜箔,在200℃的层压温度保温90min,同时于500psi的压力条件下压合300min制得。
对比例3
本对比例提供的一种覆铜板半固片材料制备成分,按重量百分比计,包括以下成分:
增强材料106电子级无碱玻璃布40%;
偶联剂焦磷酰氧基钛酸酯1%;
有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物15%;
有机树脂异戊二烯-丁二烯共聚物10%;
有机树脂聚丁二烯聚合物5%;
交联剂三烯丙基异氰酸酯1%;
交联剂过氧化二异丙苯2%;
无机填料二氧化硅20%;
无机填料氧化铝5%;
无机填料硅灰石5%;
阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐20%;
抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)1%。
本对比例提供的上述填料改性碳氢半固化片的制备方法,包括以下步骤:
1)在甲苯中加入1%重量百分比的偶联剂焦磷酰氧基钛酸酯,充分混合分散搅拌120min,制备成含有偶联剂浓度为50mg/L的甲苯溶液,将40%重量百分比的增强材料106电子级无碱玻璃布浸润到甲苯溶液中30min,烘干后备用;
2)向步骤1)得到的甲苯溶液中加入20%重量百分比的无机填料二氧化硅、5%重量百分比的无机填料氧化铝、5%重量百分比的无机填料硅灰石、20%重量百分比的阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐和1%重量百分比的抗氧剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚),在1000r/min充分搅拌200min,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂在甲苯溶液中充分润湿,同时与偶联剂充分混合,使得无机填料、阻燃剂和抗氧剂与偶联剂充分接触,得到固体含量重量百分比为60%的改性填料;
3)将15%重量百分比的有机树脂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、10%重量百分比的有机树脂异戊二烯-丁二烯共聚物、5%重量百分比的有机树脂聚丁二烯聚合物加入至步骤1)得到的甲苯溶液中,以500r/min混合搅拌120min,制得有机树脂均匀分散液;
4)将步骤2)得到的改性填料和步骤3)得到的有机树脂均匀分散液混合,加入1%重量百分比的交联剂三烯丙基异氰酸酯、2%重量百分比的交联剂过氧化二异丙苯后继续搅拌100min,调整胶液粘度在三号粘度杯粘度为50s,制得固体含量为75%的均匀分散液;
5)将步骤1)制备得到的烘干后增强材料浸渍在步骤4)得到的分散液中,于150℃烘干后得到半固化片。
本发明还提供一种采用上述的填料改性碳氢半固化片制备高频高速覆铜板的制备方法,取20片半固化片,两面覆以1OZ、35μm的铜箔,在280℃的层压温度保温120min,同时于800psi的压力条件下压合400min制得。
实施例1-5和对比例1-3的半固化片及压合双面板的各项性能如下:
如对比例1,偶联剂只添加了0.5份的乙烯基硅烷,结果热冲击性能较差,样品的热机械性能较差,各组分相容性较差。
如对比例2,偶联剂只添加了0.5份苯基硅烷,但效果不明显,且同样的其他热-机械性能无明显改善。
如对比例3,偶联剂添加1份焦磷酰氧基钛酸酯偶联剂,有一定改善,但热-机械性能等仍然较差。
如实施例1-5中,使用乙烯基硅烷、苯基硅烷和焦磷酰氧基钛酸酯偶联剂对于增强材料和无机填料进行表面改性增加了各组分相容性,提升了各个组分粘结力,增加半固化片的热-机械性能,提高耐热性能,及材料的性能稳定性和可靠性。添加交联助剂及不同交联剂复配进一步增加了机械性能及耐热性等,制得介电性能优异,耐热性能好,材料均匀的半固化片。
本发明制备方法实现简单,易于操作,且成本较低,易于批量化,在高频高速多层覆铜板的制备中有广泛的应用前景。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种填料改性碳氢半固化片,其特征在于,按重量百分比计,包括以下组分:
增强材料15%~40%;
偶联剂0.1%~5%;
有机树脂30%~65%;
交联剂2%~10%;
无机填料25%~65%;
阻燃剂15%~40%;
抗氧剂0.1%~10%。
2.根据权利要求1所述的一种填料改性碳氢半固化片,其特征在于,所述增强材料为104电子级无碱玻璃布、106电子级无碱玻璃布、1080电子级无碱玻璃布、2116电子级无碱玻璃布、2313电子级无碱玻璃布或7628电子级无碱玻璃布中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种填料改性碳氢半固化片,其特征在于,所述偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、苯基硅烷、巯基硅烷、焦磷酰氧基钛酸酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种填料改性碳氢半固化片,其特征在于,所述无机填料包括二氧化硅、二氧化锡、硅灰石、氧化铝、钛白粉、氧化锌、氧化硼或氮化硅中一种或几种;所述的阻燃剂为磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、溴系阻燃剂、铝系阻燃剂、镁系阻燃剂、有机硅类阻燃剂或硼系阻燃剂中一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种填料改性碳氢半固化片,其特征在于,所述抗氧剂为四[β-丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、2,4-二(正辛基硫亚甲基)-6-甲基苯酚、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、2,6-二叔丁基对甲酚、甘醇双-3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种填料改性碳氢半固化片,其特征在于,所述有机树脂为聚丁二烯聚合物、聚丁二烯-苯乙烯共聚物、异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种填料改性碳氢半固化片,其特征在于,所述聚丁二烯聚合物分子量为1000~20000,所述聚丁二烯-苯乙烯共聚物分子量20000~100000,所述异戊二烯-苯乙烯共聚物分子量为5000~100000,所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物分子量为10000~100000,所述丁二烯-丙烯腈分子量为5000~50000。
8.根据权利要求1所述的一种填料改性碳氢半固化片,其特征在于,所述交联剂为二乙烯基苯、三烯丙基异氰尿酸脂、二烯丙基双酚A、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、二叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰或过氧化氢二异丙苯中的一种或几种。
9.一种根据权利要求1-8任一所述的填料改性碳氢半固化片的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)在甲苯中加入所述重量百分比的偶联剂,充分混合分散搅拌30min~120min,制备成含有所述偶联剂浓度为0.1mg/L~50mg/L的甲苯溶液,将所述重量百分比的增强材料浸润到所述甲苯溶液中5min~30min,烘干后备用;
2)向所述步骤1)得到的甲苯溶液中加入所述重量百分比的无机填料、所述重量百分比的阻燃剂和所述重量百分比的抗氧剂,在300r/min~1000r/min充分搅拌60min~200min,使得所述无机填料、所述阻燃剂和所述抗氧剂在所述甲苯溶液中充分润湿,同时与所述偶联剂充分混合,使得所述无机填料、所述阻燃剂和所述抗氧剂与偶联剂充分接触,得到固体含量重量百分比为15%~60%的改性填料;
3)将所述重量百分比的有机树脂加入至所述步骤1)得到的甲苯溶液中,以100r/min~500r/min混合搅拌30min~120min,制得有机树脂均匀分散液;
4)将所述步骤2)得到的所述改性填料和所述步骤3)得到的所述有机树脂均匀分散液混合,加入所述重量百分比的交联剂后继续搅拌30min~100min,调整胶液粘度在三号粘度杯粘度为30s~50s,制得固体含量为25%~75%的均匀分散液;
5)将所述步骤1)制备得到的烘干后增强材料浸渍在所述步骤4)得到的所述分散液中,于100℃~150℃烘干后得到半固化片。
10.一种采用如权利要求9所述的填料改性碳氢半固化片制备高频高速覆铜板的制备方法,其特征在于,取若干所述半固化片,两面覆以1OZ、35μm的铜箔,在120℃~280℃的层压温度保温60min~120min,同时于200psi~800psi的压力条件下压合200min~400min制得。
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