CN112250995A - 无卤高柔韧性半遮光绝缘板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无卤高柔韧性半遮光绝缘板及其制备方法，属于电子材料及制备技术领域。本发明采用DOPO型含磷环氧树脂、固化剂、四官能基环氧树脂、长链苯氧树脂、硅微粉和钛白粉制备形成特定的环氧树脂胶液，并浸渍涂覆于玻璃纤维布两面后，经烘干在其两侧面上放置离型膜，于高温高压下层压后得到完全固化的半遮光绝缘板。该绝缘板的耐热性、透光率、PCB加工性比市场同类高端产品出色，在应用于FPC补强板时，可大大降低PCB加工过程中因板材刚、脆性高、粘结性差等因素带来的问题，同时在无卤阻燃、膨胀系数、耐CAF性、吸水率等各方面亦可全面满足高阶产品无卤制程的需求，完全适用于对透光性要求越来越高、对绝缘板和FPC板材结合后愈加细密的线路进行处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种无卤绝缘板及其制备方法，尤其涉及一种无卤高柔韧性半遮光绝缘板及其制备方法，属于电子材料及制备技术领域。
背景技术
PCB制程中经常用到一种绝缘板，该绝缘板通常作为增强材料用于FPCB或者刚挠结合PCB中，俗称补强板；也可以用于多层PCB的芯板，以使芯板达到足够厚度而避免用太多半固化片，从而减少流胶。目前这种绝缘板的制作方法主要是通过在玻璃纤维布上浸渍环氧树脂组合物后，经烘烤机烘烤为半固化粘结片，而后在半固化粘结片两侧面上放置离型膜，在高温高压下层压，从而得到完全固化的绝缘板。
随着欧盟两份指令的实施、市场竞争的推动以及人类环保意识的提高，绝缘板的无卤化要求也越来越高。同时，随着FPC板材的线路越来越细、越来越密，绝缘板和FPC板材结合后为方便对线路进行处理，对绝缘板的透光性提出了新的要求；且FPC补强板一般体积小巧，需要冲型剪切，为防止冲型后爆边分层等问题，对绝缘板的柔韧性的要求也越来越高。
发明内容
本发明目的是为了解决无卤绝缘板产品在PCB应用中存在的耐热性不足、韧性较差、PCB加工性不足、透光性不佳的问题，采用DOPO改性环氧树脂、长链苯氧树脂、四官能基环氧树脂搭配少量钛白粉，运用独特的配比与工艺加工，开发出一款高耐热性、半遮光、高韧性、PCB易加工的无卤高柔韧性半遮光绝缘板。
本发明的技术方案是：
本发明公开了一种无卤高柔韧性半遮光绝缘板，该绝缘板包括两层离型膜和位于该两层离型膜之间的绝缘介质层，其中所述绝缘介质层由1-8张预浸料层叠构成，且每张所述预浸料由玻璃纤维布在环氧树脂胶液中浸渍后烘干得到；所述环氧树脂胶液包括以下按重量份计的各组分：850-900份DOPO型含磷环氧树脂、10-50份固化剂、50-100份四官能基环氧树脂、50-100份长链苯氧树脂、400-500份硅微粉和1-5份钛白粉。
其进一步的技术方案是：
所述DOPO型含磷环氧树脂的磷质量分数为为1wt.％-3wt.％。
其进一步的技术方案是：
所述固化剂为双氰胺固化剂。
其进一步的技术方案是：
所述长链苯氧树脂的重均分子量为50000-80000。
其进一步的技术方案是：
所述硅微粉为超细结晶型硅微粉和球型硅微粉按照质量比为(2-3):1混合形成的硅微粉。
其进一步的技术方案是：
所述超细结晶型硅微粉为平均粒径为0.5-0.7微米的结晶型硅微粉；所述球型硅微粉为二氧化硅纯度大于99.5％且平均粒径为0.5-1.0微米的球型硅微粉。
其进一步的技术方案是：
所述钛白粉为金红石型钛白粉，且该金红石型钛白粉的平均粒径为2-5微米。
其进一步的技术方案是：
所述玻璃纤维布为耐CAF玻璃纤维布。
本发明还公开了一种上述无卤高柔韧性半遮光绝缘板的制备方法，该制备方法主要包括下述步骤：
S1，制备环氧树脂胶液：按重量份称取850-900份DOPO型含磷环氧树脂、10-50份固化剂、50-100份四官能基环氧树脂、50-100份长链苯氧树脂、400-500份硅微粉和1-5份钛白粉加入搅拌机中，并在30-40℃的温度条件下搅拌4-6h，得到环氧树脂胶液；
S2，制备单层预浸料：将步骤S1制得的所述环氧树脂胶液以浸渍方式涂覆在玻璃纤维布的双面，并在200-250℃下烘干2-4分钟，制得单层预浸料；
S3，制备无卤高柔韧性半遮光绝缘板：根据最终制备的绝缘板所需厚度和形状，取至少一张步骤S2制得的所述单层预浸料并将其叠置在一起，进行裁切后在其两面各覆一张离型膜，经热压冷却后制得所需绝缘板。
其进一步的技术方案是：
所述步骤S3中热压为在-700～-730mmHg和200-220℃条件下热压150-200min；且冷却为自然冷却至室温。
本发明的有益技术效果是：
1、本发明的环氧树脂胶液中所采用的DOPO型含磷环氧树脂具有无卤、低毒、不迁移、阻燃性能持久的特点，能在提高高分子复合材料的阻燃性、热稳定性和有机溶解性的同时，对其机械性能影响较小；
2、本发明的环氧树脂胶液中所采用的长链苯氧树脂具有优异的加工性、尺寸稳定性、耐磨性和柔韧性，能够提高绝缘板的韧性及PCB可加工性；
3、本发明的环氧树脂胶液中所采用的四官能基环氧树脂具有优良的耐热性及UVblocking(紫外阻隔)，配合具有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性和化学稳定性的硅微粉及钛白粉，使得板材到达半遮光的效果。
本发明通过对环氧树脂胶液成分和配比的选择，使得本发明所述绝缘板在耐热性、透光率、PCB加工性上与市场同类高端产品相比尤为出色；特别在应用于FPC(可挠性柔性电路板)补强板时，可大大降低PCB加工过程中因板材刚脆性高、粘结性差等因素带来的困扰与隐患；同时在无卤阻燃、膨胀系数、耐CAF性、吸水率等各方面亦均可全面满足高阶产品无卤制程的需求，可完全适用于对透光性要求越来越高、方便对绝缘板和FPC板材结合后越来越细、越来越密的线路进行处理。
附图说明
图1是本发明所述绝缘板的结构示意图；
图2是本发明具体实施例1落锤冲击实验结果图；
图3是本发明具体实施例2落锤冲击实验结果图；
图4是本发明具体实施例3落锤冲击实验结果图；
图5是本发明对比例7落锤冲击实验结果图；
其中图1中各标记说明如下：
离型膜100、绝缘介质层200、预浸料201。
具体实施方式
为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
一种无卤高柔韧性半遮光绝缘板，如图1所示，包括两层离型膜100和位于该两层离型膜之间的绝缘介质层200，其中所述绝缘介质层由1-8张预浸料201层叠构成，且每张所述预浸料由玻璃纤维布在环氧树脂胶液中浸渍后烘干得到；
所述环氧树脂胶液包括以下按重量份计的各组分：850-900份DOPO型含磷环氧树脂、10-50份固化剂、50-100份四官能基环氧树脂、50-100份长链苯氧树脂、400-500份硅微粉和1-5份钛白粉。
具体的，所述DOPO型含磷环氧树脂的磷质量分数为为1wt.％-3wt.％，其能在提高高分子复合材料的阻燃性、热稳定性和有机溶解性的同时，对其机械性能影响较小。
具体的，所述固化剂为双氰胺固化剂。
具体的，所述长链苯氧树脂的重均分子量为50000-80000，其具有优异的加工性、尺寸稳定性、耐磨性和柔韧性，能够提高绝缘板的韧性及PCB可加工性。
具体的，所述硅微粉为超细结晶型硅微粉和球型硅微粉按照质量比为(2-3):1混合形成的硅微粉。更有选的，所述超细结晶型硅微粉为平均粒径为0.5-0.7微米的结晶型硅微粉；所述球型硅微粉为二氧化硅纯度大于99.5％且平均粒径为0.5-1.0微米的球型硅微粉。
具体的，所述钛白粉为金红石型钛白粉，且该金红石型钛白粉的平均粒径为2-5微米。
具体的，所述玻璃纤维布为耐CAF玻璃纤维布。
本发明中，四官能基环氧树脂具有优良耐热性及UV blocking(紫外阻隔)，配合具有优越的白度、着色力、遮盖力、耐候性、耐热性和化学稳定性的硅微粉和钛白粉，能够使得板材到达半遮光的效果。
以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。
具体实施例一
一种无卤高柔韧性半遮光绝缘板，包括两层离型膜100和位于该两层离型膜100之间的绝缘介质层200；所述绝缘介质层由4张预浸料201组成；所述预浸料201由玻璃纤维布在环氧树脂胶液中浸渍后烘干得到；
S1，制备环氧树脂胶液：按重量份称取850份DOPO型含磷环氧树脂、20份固化剂、60份四官能基环氧树脂、60份长链苯氧树脂、400份硅微粉和2份钛白粉加入搅拌机中，在30℃搅拌4h，得到环氧树脂胶液；
S2，制备单层预浸料：将步骤S1制得的环氧树脂胶液以浸渍方式涂覆在玻璃纤维布的双面，并在200℃的条件下烘干2分钟，制得单层预浸料；
S3，制备无卤高柔韧性半遮光绝缘板：根据最终制备的覆铜板所需的厚度和形状结构，取4张步骤S2制得的单层预浸料叠置在一起并进行裁切后，在两面各覆一张离型膜，最后在-700mnHg、200℃条件下热压150min，自然冷却至室温，制得所需的绝缘板。
其中：
DOPO型含磷环氧树脂的磷质量分数为为2.2wt.％。
固化剂为双氰胺固化剂。
长链苯氧树脂的重均分子量为650000。
硅微粉为超细结晶型硅微粉和球型硅微粉按照质量比为2:1混合形成的硅微粉。其中超细结晶型硅微粉为平均粒径为0.5微米的结晶型硅微粉，球型硅微粉为二氧化硅纯度大于99.5％且平均粒径为0.8微米的球型硅微粉。
钛白粉为平均粒径为5微米的金红石型钛白粉。
玻璃纤维布为耐CAF玻璃纤维布。
具体实施例二
一种无卤高柔韧性半遮光绝缘板，包括两层离型膜100和位于该两层离型膜100之间的绝缘介质层200；所述绝缘介质层由6张预浸料201组成；所述预浸料201由玻璃纤维布在环氧树脂胶液中浸渍后烘干得到；
S1，制备环氧树脂胶液：按重量份称取将870份DOPO型含磷环氧树脂、30份固化剂、80份四官能基环氧树脂、80份长链苯氧树脂、450份硅微粉和3份钛白粉加入搅拌机中，在35℃搅拌5h，得到环氧树脂胶液；
S2，制备单层预浸料：将步骤S1制得的环氧树脂胶液以浸渍方式涂覆在玻璃纤维布的双面，并在200℃的条件下烘干2分钟，制得单层预浸料；
S3，制备无卤高柔韧性半遮光绝缘板：根据最终制备的覆铜板所需的厚度和形状结构，取6张步骤S2制得的单层预浸料叠置在一起并进行裁切后，在两面各覆一张离型膜，最后在-706mnHg、210℃条件下热压180min，自然冷却至室温，制得所需的绝缘板。
其中，DOPO型含磷环氧树脂、固化剂、长链苯氧树脂和玻璃纤维布均与具体实施例1相同。其中，硅微粉为超细结晶型硅微粉和球型硅微粉按照质量比为3:1混合形成的硅微粉。其中超细结晶型硅微粉为平均粒径为0.7微米的结晶型硅微粉，球型硅微粉为二氧化硅纯度大于99.5％且平均粒径为0.5微米的球型硅微粉。钛白粉为平均粒径为3微米的金红石型钛白粉。
具体实施例三
一种无卤高柔韧性半遮光绝缘板，包括两层离型膜100和位于该两层离型膜100之间的绝缘介质层200；所述绝缘介质层由8张预浸料201组成；所述预浸料201由玻璃纤维布在环氧树脂胶液中浸渍后烘干得到；
S1，制备环氧树脂胶液：按重量份称取900份DOPO改性环氧树脂、40份固化剂、100份四官能基环氧树脂、100份长链苯氧树脂、500份硅微粉和4份钛白粉加入搅拌机中，在40℃搅拌6h，得到环氧树脂胶液；
S2，制备单层预浸料：将步骤S1制得的环氧树脂胶液以浸渍方式涂覆在玻璃纤维布的双面，并在200℃的条件下烘干2分钟，制得单层预浸料；
S3，制备无卤高柔韧性半遮光绝缘板：根据最终制备的覆铜板所需的厚度和形状结构，取8张步骤S2制得的单层预浸料叠置在一起并进行裁切后，在两面各覆一张离型膜，最后在-712mnHg、220℃条件下热压200min，自然冷却至室温，制得所需的绝缘板。
其中，DOPO型含磷环氧树脂、固化剂、长链苯氧树脂和玻璃纤维布均与具体实施例1相同。其中，硅微粉为超细结晶型硅微粉和球型硅微粉按照质量比为2.5:1混合形成的硅微粉。其中超细结晶型硅微粉为平均粒径为0.6微米的结晶型硅微粉，球型硅微粉为二氧化硅纯度大于99.5％且平均粒径为0.7微米的球型硅微粉。钛白粉为平均粒径为5微米的金红石型钛白粉。
对比例1
制备方法同具体实施例1，其中环氧树脂胶液的组成中，DOPO型含磷环氧树脂、四官能基环氧树脂、固化剂和长链苯氧树脂均与具体实施例1相同。
硅微粉为超细结晶型硅微粉，其平均粒径为0.7微米。
钛白粉为平均粒径为3微米的金红石型钛白粉。
对比例2
制备方法同具体实施例1，其中环氧树脂胶液的组成中，DOPO型含磷环氧树脂、四官能基环氧树脂、固化剂和长链苯氧树脂均与具体实施例1相同。
硅微粉为球型硅微粉，其二氧化硅纯度大于99.5％且平均粒径为0.5微米。
钛白粉为平均粒径为3微米的金红石型钛白粉。
对比例3
制备方法同具体实施例1，其中环氧树脂胶液的组成中，DOPO型含磷环氧树脂、四官能基环氧树脂、固化剂和长链苯氧树脂均与具体实施例1相同。
硅微粉为超细结晶型硅微粉和球型硅微粉按照质量比为5:1混合形成的硅微粉。其中超细结晶型硅微粉为平均粒径为0.7微米的结晶型硅微粉，球型硅微粉为二氧化硅纯度大于99.5％且平均粒径为0.5微米的球型硅微粉。
钛白粉为平均粒径为3微米的金红石型钛白粉。
对比例4
制备方法同具体实施例1，其中环氧树脂胶液的组成中，DOPO型含磷环氧树脂、四官能基环氧树脂、固化剂和长链苯氧树脂均与具体实施例1相同。
硅微粉为超细结晶型硅微粉和球型硅微粉按照质量比为1:1混合形成的硅微粉。其中超细结晶型硅微粉为平均粒径为0.7微米的结晶型硅微粉，球型硅微粉为二氧化硅纯度大于99.5％且平均粒径为0.5微米的球型硅微粉。
钛白粉为平均粒径为3微米的金红石型钛白粉。
对比例5
制备方法同具体实施例1，其中环氧树脂胶液的组成中，DOPO型含磷环氧树脂、四官能基环氧树脂、固化剂、长链苯氧树脂和硅微粉均与具体实施例1相同。不使用钛白粉。
对比例6
制备方法同具体实施例1，其中环氧树脂胶液的组成中，DOPO型含磷环氧树脂、四官能基环氧树脂、固化剂、长链苯氧树脂和硅微粉均与具体实施例1相同。
钛白粉为平均粒径为10微米的金红石型钛白粉。
对比例7
制备方法同具体实施例1，其中环氧树脂胶液的组成中，DOPO型含磷环氧树脂、四官能基环氧树脂、固化剂、硅微粉和钛白粉均与具体实施例1相同。
不使用长链苯氧树脂。
对比例8
市售同类绝缘板。
上述具体实施例和对比例的绝缘板与性能测试结果参见表1中所示。
表1具体实施例1-3和对比例1-7绝缘板性能测试结果
上述测试项目中：
TMA是在程序控温下，对试样在非振动载荷下的形变与温度关系的分析。
落锤冲击实验是在20mm的高度下进行的，具体实施例1-3的测试结果如说明书附图1-3所示，对比例7中市售普通同类产品的测试结果如说明书附图4所示，十字标记的清晰度越高，说明材料的韧性越好。对比例1-6测试结果采用文字记载方式记录。
遮光性能采用透光率进行表征，透光率越高则越好。
从上述性能测试表可以得出，本发明的绝缘板在耐热性、韧性和遮光性方面与市场同类高端产品相比较为突出。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种无卤高柔韧性半遮光绝缘板，其特征在于：包括两层离型膜和位于该两层离型膜之间的绝缘介质层，其中所述绝缘介质层由1-8张预浸料层叠构成，且每张所述预浸料由玻璃纤维布在环氧树脂胶液中浸渍后烘干得到；
所述环氧树脂胶液包括以下按重量份计的各组分：850-900份DOPO型含磷环氧树脂、10-50份固化剂、50-100份四官能基环氧树脂、50-100份长链苯氧树脂、400-500份硅微粉和1-5份钛白粉。
2.根据权利要求1所述的无卤高柔韧性半遮光绝缘板，其特征在于：所述DOPO型含磷环氧树脂的磷质量分数为为1wt.％-3wt.％。
3.根据权利要求1所述的无卤高柔韧性半遮光绝缘板，其特征在于：所述固化剂为双氰胺固化剂。
4.根据权利要求1所述的无卤高柔韧性半遮光绝缘板，其特征在于：所述长链苯氧树脂的重均分子量为50000-80000。
5.根据权利要求1所述的无卤高柔韧性半遮光绝缘板，其特征在于：所述硅微粉为超细结晶型硅微粉和球型硅微粉按照质量比为(2-3):1混合形成的硅微粉。
6.根据权利要求5所述的无卤高柔韧性半遮光绝缘板，其特征在于：所述超细结晶型硅微粉为平均粒径为0.5-0.7微米的结晶型硅微粉；所述球型硅微粉为二氧化硅纯度大于99.5％且平均粒径为0.5-1.0微米的球型硅微粉。
7.根据权利要求1所述的无卤高柔韧性半遮光绝缘板，其特征在于：所述钛白粉为金红石型钛白粉，且该金红石型钛白粉的平均粒径为2-5微米。
8.根据权利要求1所述的无卤高柔韧性半遮光绝缘板，其特征在于：所述玻璃纤维布为耐CAF玻璃纤维布。
9.一种权利要求1至8中任一权利要求所述无卤高柔韧性半遮光绝缘板的制备方法，其特征在于，主要包括下述步骤：
S1，制备环氧树脂胶液：按重量份称取850-900份DOPO型含磷环氧树脂、10-50份固化剂、50-100份四官能基环氧树脂、50-100份长链苯氧树脂、400-500份硅微粉和1-5份钛白粉加入搅拌机中，并在30-40℃的温度条件下搅拌4-6h，得到环氧树脂胶液；
S2，制备单层预浸料：将步骤S1制得的所述环氧树脂胶液以浸渍方式涂覆在玻璃纤维布的双面，并在200-250℃下烘干2-4分钟，制得单层预浸料；
S3，制备无卤高柔韧性半遮光绝缘板：根据最终制备的绝缘板所需厚度和形状，取至少一张步骤S2制得的所述单层预浸料并将其叠置在一起，进行裁切后在其两面各覆一张离型膜，经热压冷却后制得所需绝缘板。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中热压为在-700～-730mmHg和200-220℃条件下热压150-200min；且冷却为自然冷却至室温。
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