CN111849124A - 一种覆铜板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种覆铜板的原料组成及其制备方法，以重量组分剂，本申请中覆铜板的原料组成了350～450份溴化环氧树脂、7～10份双氰胺、0.1～0.25份固化促进剂、70～90份溶剂、35～60份无机填料和0.5～1份硅烷。使用本申请制备的覆铜板具有较高的玻璃化转变温度，具有很好的机械加工性能，使得其在电路板的应用方面具有良好的可靠性，并且具有较高的漏电起痕指数，可以很好满足PCB板对于产品的加工性能。

Description

一种覆铜板及其制备方法
技术领域
本发明涉及覆铜板制备技术领域，具体涉及一种覆铜板及其制备方法。
背景技术
铜箔基板(Copper Clad Laminate，CCL)是制造印制电路板(PCB)的主要材料，因此也是任何电子产品不可缺少的基础电子材料。随着PCB行业的飞速发展，高性能覆铜箔板的市场需求日益增加，在无铅化时代全面发展至今，除了产品的耐热性、玻璃化转变温度(Tg)值、热胀系数(CTE值)等性能备受关注外，材料的韧性、PCB加工性、粘结性也成为了一个大家关注的重点，覆铜板基材性能的均衡性发展成为开发新型覆铜板材料的重要的发展趋势。
现今电子产品轻、薄、短、小和数字化的需求，小型化、多功能、高性能与高可靠度成了主流发展方向，因此PCB设计朝向高多层化、精细图形、高密度，在PCB行业生产中的线宽、线距、孔径、孔壁等工艺的要求也渐向着高集成、高密度、高多层方向发展。例如主流的高密度互联积层板(HDI)就要求其微导孔孔径在6mil以下，微导孔环环径在0.35mm以下，接点密度在130i n/m2以上，布线密度在117in/m2以上，线宽/线距在0.1mm/0.1mm以下，而高阶HDI(十二层以上)则需承受高阶多次热压等特殊工艺和更加精准细致的工艺制程要求。随着高密度安装技术的发展，尤其是无铅化的全面推行及表面贴装技术(SMT)的飞速发展，在PCB加工与整机配件安装中，材料反复承受热冲击的次数与温度都比以往传统要求更高，这一切都终转化为高性能覆铜箔板可靠性能的巨大挑战。
材料的Tg是指高聚物由常温坚硬的玻璃态，在升温中转换成柔软橡胶态的关键温度，材料在Tg温度以下时，表现为硬质固态，具备一些机械强度，当材料在Tg温度以上时，分子链段开始运动，材料软化，呈现出高弹态的特性，同时比容、比热、绝缘性、介质损耗都将发生很大变化，电气性能也将大大降低，若材料的Tg过低，则大大限制了材料的使用温度与应用范围，无法适应高端市场的需求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种覆铜板。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
1、一种覆铜板，所述覆铜板按照重量份数计包括了如下组分：350～450份溴化环氧树脂、7～10份双氰胺、0.1～0.25份固化促进剂、70～90份溶剂、35～60份无机填料和0.5～1份硅烷。
优选地，所述覆铜板按照重量份数计包括了380～420份溴化环氧树脂、7～9份双氰胺、0.1～0.2份固化促进剂、75～85份溶剂、48～55份无机填料和0.6～0.8份硅烷。
优选地，所述覆铜板按照重量份数计包括了400份溴化环氧树脂、8.6份双氰胺、0.17份固化促进剂、80份溶剂、55份无机填料和0.7硅烷。
优选地，所述固化促进剂为2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或几种。
优选地，所述溶剂为二甲基甲酰胺、丙酮、甲基乙基酮中的一种或几种。
优选地，所述无机填料为硼酸锌与氢氧化铝按照重量份1～3:3～8组成混合物。
更优选地，所述无机填料为硼酸锌与氢氧化铝按照重量份2～3:5～8组成混合物。
更优选地，所述无机填料为硼酸锌与氢氧化铝按照重量份3:8组成混合物。
优选地，所述无机填料的粒径为1～15um；
更优选地，所述无机填料的粒径为2～6um。
通过大量的实验发现，无机填料的粒径小于1um容易于胶液中产生聚集拉升黏度、粒径大于15um则影响CTI指数与钻孔损耗；
所以，优选的，无机填料的粒径选择是2-10um；
更优选地，无机填料的粒径的范围为2-6um。
2、本申请还提供了该覆铜板的制备方法，具体的包括了如下步骤：
配胶：按照重量份数计将70～90份溶剂与350～450份溴化环氧树脂在烧杯中进行搅拌，搅拌均匀后继续加入7～10份双氰胺、0.1～0.25份固化促进剂、35～60份无机填料和0.5～1份硅烷，搅拌至完全溶解，形成预浸料；
含浸：将配胶的胶液倒入含浸槽中，用玻布浸渍至上述的预浸料中，在160～220℃的条件下烘烤3～10min；将烘烤之后的玻布一层或多层叠合在一起，最后将叠合后的玻布两面覆上铜箔，与8～12张牛皮纸，在0.4～3.7MPa，130～195℃条件下进行压合120～160min，即可得到覆铜箔层压板。
进一步地，本申请中硅烷的作用是耦合剂；
更进一步，本申请制备的覆铜板完全固化后，具有较高的相比漏电起痕指数(CTI值)，在优选的配比中制备的覆铜板CTI指标甚至高达600V。在优选的配比中制备的覆铜板CTI值≥600V。
发明益处
1、本发明的覆铜板具有较高的玻璃化温度的，高CTI值和反应性良好等优点；用于制备印刷电路板，使得覆铜板具有良好的可靠性，具有极高的漏电起痕指数。
2、本发明的覆铜板由于其具有较高的玻璃化转变温度，使其具有良好的机械加工性能。
3、本发明中覆铜板的制备方法，可以将覆铜板的玻璃化温度有效的提升10℃以上的，并且可以有效的提升CTI指标至500V，在优选的配比中制备的覆铜板CTI值≥600V。
4、本发明中覆铜板的制备方法可以有效的适用于不同的固化剂系统，包括但不限于Dicy(双氰胺)、酚醛、胺类等。
具体实施方式
以下实施例仅是对本发明的进一步阐述与说明，而不是对本发明范围的限制。下面参照实施例进一步详细阐述本发明，但是本领域技术人员应当理解，本发明并不限于这些实施例以及使用的制备方法。而且，本领域技术人员根据本发明的描述可以对本发明进行等同替换、组合、改良或修饰，但这些都将包括在本发明的范围内。
本发明提供一种技术方案：一种覆铜板，按照重量份数计，其包含了350～450份溴化环氧树脂、7～10份双氰胺、0.1～0.25份固化促进剂、70～90份溶剂、35～60份无机填料和0.5～1份硅烷。
本申请还提供了一种覆铜板的制备方法，具体的包括了如下步骤：
配胶：按照重量份数计将70～90份溶剂与350～450份溴化环氧树脂在烧杯中进行搅拌，搅拌均匀后继续加入7～10份双氰胺、0.1～0.25份固化促进剂、35～60份无机填料和0.5～1份硅烷，搅拌至完全溶解，形成预浸料；
含浸：将配胶的胶液倒入含浸槽中，用玻布浸渍至上述的预浸料中，在160～220℃的条件下烘烤3～10min；将烘烤之后的玻布一层或多层叠合在一起，最后将叠合后的玻布两面覆上铜箔，与8～12张牛皮纸，在0.4～3.7MPa，130～195℃条件下进行压合120～160min，即可得到覆铜箔层压板样品。
测试：将层压板取出后按照各测试方法测试，纪录测试数据。
本发明采用的测试方法包括了：
通过分别测试各试验样品的主要性能，来体现无机粉体对DICY/环氧树脂体系的影响。本实验中所测试的主要性能有玻璃化温度、剥离强度、耐热性能与CTI测试等。
1玻璃化温度测试：
用示差扫描测试方法进行测量，按照IPC-TM-650 2.4.24中方法所述对样品进行玻璃化温度测试。
2剥离强度测试：
将基板样品加工成50.8*50.8mm的式样，按照IPC-TM-650 2.4.8中方法所述对接受态的样品进行测试。
3热应力测试
将基板样品加工成50.8*50.8mm的式样，按照IPC-TM-650 2.4.13.1中方法所述对样品进行热应力测试。
4热分层时间(T260)测试
以TMA法进行测量，按照IPC-TM-650 2.4.24.1中方法所述对样品进行热分层时间测试。
5热分解温度(Td)测试
用热重量分析方法进行测量，按照IPC-TM-650 2.4.24中方法所述对样品进行热分解温度测试。
实施例1
覆铜板的原材料组成按照重量份数计包括：70份二甲基甲酰胺与350份溴化环氧树脂在烧杯中进行搅拌，搅拌均匀后继续加入7份双氰胺、0.1份2-甲基咪唑、28份氢氧化铝、7份硼酸锌和0.5份硅烷，搅拌至完全溶解，形成预浸料，本实施例中选取无机填料的粒径为3um。
将配胶的胶液倒入含浸槽中，用玻布浸渍至上述的预浸料中，在160℃的条件下烘烤9min；将烘烤之后的玻布一层叠合在一起，最后将叠合后的玻布两面覆上铜箔，与9张牛皮纸，在0.7MPa，150℃条件下进行压合150min，即可得到覆铜箔层压板样品。
测试：将层压板取出后按照各测试方法测试，纪录测试数据。
实施例2
覆铜板的原材料组成按照重量份数计包括：80份二甲基甲酰胺与400份溴化环氧树脂在烧杯中进行搅拌，搅拌均匀后继续加入8.6份双氰胺、0.17份2-甲基咪唑、35份氢氧化铝、5份硼酸锌和0.7份硅烷，搅拌至完全溶解，形成预浸料，本实施例中选取无机填料的粒径为14um。
将配胶的胶液倒入含浸槽中，用玻布浸渍至上述的预浸料中，在190℃的条件下烘烤8min；将烘烤之后的玻布一层叠合在一起，最后将叠合后的玻布两面覆上铜箔，与10张牛皮纸，在3.5MPa，140℃条件下进行压合140min，即可得到覆铜箔层压板样品。
测试：将层压板取出后按照各测试方法测试，纪录测试数据。
实施例3
覆铜板的原材料组成按照重量份数计包括：80份二甲基甲酰胺与400份溴化环氧树脂在烧杯中进行搅拌，搅拌均匀后继续加入8.6份双氰胺、0.17份2-甲基咪唑、30份氢氧化铝、10份硼酸锌和0.7份硅烷，搅拌至完全溶解，形成预浸料，本实施例中选取无机填料的粒径为10um。
将配胶的胶液倒入含浸槽中，用玻布浸渍至上述的预浸料中，在190℃的条件下烘烤4min；将烘烤之后的玻布多层叠合在一起，最后将叠合后的玻布两面覆上铜箔，与10张牛皮纸，在2.8MPa，140℃条件下进行压合160min，即可得到覆铜箔层压板样品。
测试：将层压板取出后按照各测试方法测试，纪录测试数据。
实施例4
覆铜板的原材料组成按照重量份数计包括：80份二甲基甲酰胺与400份溴化环氧树脂在烧杯中进行搅拌，搅拌均匀后继续加入8.6份双氰胺、0.17份2-甲基咪唑、25份氢氧化铝、15份硼酸锌和0.7份硅烷，搅拌至完全溶解，形成预浸料，本实施例中选取无机填料的粒径为12um。
将配胶的胶液倒入含浸槽中，用玻布浸渍至上述的预浸料中，在200℃的条件下烘烤6min；将烘烤之后的玻布多层叠合在一起，最后将叠合后的玻布两面覆上铜箔，与11张牛皮纸，在1.2MPa，160℃条件下进行压合150min，即可得到覆铜箔层压板样品。
测试：将层压板取出后按照各测试方法测试，纪录测试数据。
实施例5
覆铜板的原材料组成按照重量份数计包括：80份二甲基甲酰胺与400份溴化环氧树脂在烧杯中进行搅拌，搅拌均匀后继续加入8.6份双氰胺、0.17份2-甲基咪唑、40份氢氧化铝、10份硼酸锌和0.7份硅烷，搅拌至完全溶解，形成预浸料，本实施例中选取无机填料的粒径为5um。
将配胶的胶液倒入含浸槽中，用玻布浸渍至上述的预浸料中，在210℃的条件下烘烤9min；将烘烤之后的玻布多层叠合在一起，最后将叠合后的玻布两面覆上铜箔，与12张牛皮纸，在2.0MPa，185℃条件下进行压合150min，即可得到覆铜箔层压板样品。
测试：将层压板取出后按照各测试方法测试，纪录测试数据。
实施例6
覆铜板的原材料组成按照重量份数计包括：80份二甲基甲酰胺与400份溴化环氧树脂在烧杯中进行搅拌，搅拌均匀后继续加入8.6份双氰胺、0.17份2-甲基咪唑、40份氢氧化铝、15份硼酸锌和0.7份硅烷，搅拌至完全溶解，形成预浸料，本实施例中选取无机填料的粒径为6um。
将配胶的胶液倒入含浸槽中，用玻布浸渍至上述的预浸料中，在210℃的条件下烘烤6min；将烘烤之后的玻布多层叠合在一起，最后将叠合后的玻布两面覆上铜箔，与10张牛皮纸，2.5MPa，160℃条件下进行压合150min，即可得到覆铜箔层压板样品。
测试：将层压板取出后按照各测试方法测试，纪录测试数据。
实施例7
覆铜板的原材料组成按照重量份数计包括：90份二甲基甲酰胺与450份溴化环氧树脂在烧杯中进行搅拌，搅拌均匀后继续加入9份双氰胺、0.2份2-甲基咪唑、40份氢氧化铝、15份硼酸锌和0.8份硅烷，搅拌至完全溶解，形成预浸料，本实施例中选取无机填料的粒径为13um。
将配胶的胶液倒入含浸槽中，用玻布浸渍至上述的预浸料中，在210℃的条件下烘烤6min；将烘烤之后的玻布多层叠合在一起，最后将叠合后的玻布两面覆上铜箔，与10张牛皮纸，2.5MPa，160℃条件下进行压合150min，即可得到覆铜箔层压板样品。
测试：将层压板取出后按照各测试方法测试，纪录测试数据。
对比实施例1
对比例中覆铜板的原材料组成按照重量份数计包括：80份二甲基甲酰胺与400份溴化环氧树脂在烧杯中进行搅拌，搅拌均匀后继续加入8.6份双氰胺、0.17份2-甲基咪唑和0.7份硅烷，搅拌至完全溶解，形成预浸料。剩余含浸步骤与本申请中完全一致，将层压板取出后按照各测试方法测试，纪录测试数据。
对比实施例2
对比例中覆铜板的原材料组成按照重量份数计包括：80份二甲基甲酰胺与400份溴化环氧树脂在烧杯中进行搅拌，搅拌均匀后继续加入8.6份双氰胺、0.17份2-甲基咪唑、40份硼酸锌和0.7份硅烷，搅拌至完全溶解，形成预浸料。剩余含浸步骤与本申请中完全一致，将层压板取出后按照各测试方法测试，纪录测试数据。
对比实施例3
对比例中覆铜板的原材料组成按照重量份数计包括：80份二甲基甲酰胺与400份溴化环氧树脂在烧杯中进行搅拌，搅拌均匀后继续加入8.6份双氰胺、0.17份2-甲基咪唑、40份氢氧化铝和0.7份硅烷，搅拌至完全溶解，形成预浸料。剩余含浸步骤与本申请中完全一致，将层压板取出后按照各测试方法测试，纪录测试数据。
表1覆铜板各种性能检测
Figure BDA0002601527080000081
Figure BDA0002601527080000091
由上述的表格中的数据可以看出，本发明的覆铜板在添加特定比例的无机填料混合物之后，相对于没有添加或者是填加单一的填料而言，在玻璃化转变温度中有较大的提升，并且在提供玻璃化转变温度的同时具有超高的CTI值，使得本发明中的覆铜板可以更好的应用到印制电路板中，有效的增加了电路板的加工性，具有良好的应用效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种覆铜板，其特征在于，所述覆铜板按照重量份数计包括了如下组分：350～450份溴化环氧树脂、7～10份双氰胺、0.1～0.25份固化促进剂、70～90份溶剂、35～60份无机填料和0.5～1份硅烷。
2.根据权利要求1所述的覆铜板，其特征在于，所述覆铜板按照重量份数计包括了380～420份溴化环氧树脂、7～9份双氰胺、0.1～0.2份固化促进剂、75～85份溶剂、48～55份无机填料和0.6～0.8份硅烷。
3.根据权利要求2所述的覆铜板，其特征在于，所述覆铜板按照重量份数计包括了400份溴化环氧树脂、8.6份双氰胺、0.17份固化促进剂、80份溶剂、55份无机填料和0.7硅烷。
4.根据权利要求1-3任一项所述的覆铜板，其特征在于，所述固化促进剂为2-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或几种。
5.根据权利要求1-3任一项所述的覆铜板，其特征在于，所述溶剂为二甲基甲酰胺、丙酮、甲基乙基酮中的一种或几种。
6.根据权利要求1-3任一项所述的覆铜板，其特征在于，所述无机填料为硼酸锌与氢氧化铝按照重量份1～3:3～8组成混合物。
7.根据权利要求6所述的覆铜板，其特征在于，所述无机填料为硼酸锌与氢氧化铝按照重量份2～3:8组成混合物。
8.根据权利要求7所述的覆铜板，其特征在于，所述无机填料为硼酸锌与氢氧化铝按照重量份3:8组成混合物。
9.根据权利要求1-3任一项所述覆铜板，其特征在于，所述无机填料的粒径为1～15um。
10.根据权利要求1-9任一项覆铜板的制备方法，其特征在于，包括了如下步骤：
配胶：按照重量份数计将70～90份溶剂与350～450份溴化环氧树脂在烧杯中进行搅拌，搅拌均匀后继续加入7～10份双氰胺、0.1～0.25份固化促进剂、35～60份无机填料和0.5～1份硅烷，搅拌至完全溶解，形成预浸料；
含浸：将配胶的胶液倒入含浸槽中，用玻布浸渍至上述的预浸料中，在160～220℃的条件下烘烤3～10min；将烘烤之后的玻布一层或多层叠合在一起，最后将叠合后的玻布两面覆上铜箔，与8～12张牛皮纸，在0.4～3.7MPa，130～195℃条件下进行压合120～160min，即可得到覆铜箔层压板。
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