CN113185940B - 一种绝缘胶膜组成物及其在印刷电路板中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绝缘胶膜组成物及其在印刷电路板中的应用。该绝缘胶膜组成物包括聚苯乙烯树脂、环氧树脂、固化剂、固化促进剂以及无机填料；所述聚苯乙烯树脂为具有恶唑啉骨骼的聚苯乙烯树脂。本发明通过在环氧树脂组合物成分中引入具有恶唑啉骨骼聚苯乙烯树脂，达到低介电的效果，并且以较低表面粗糙度获得较好的结合力。此两项改良提供了低损耗的绝缘材料效果，以适应高性能印刷电路板的应用。

Description

一种绝缘胶膜组成物及其在印刷电路板中的应用
技术领域
本发明属于印刷电路板领域，具体涉及一种绝缘胶膜组成物及其在印刷电路板中的应用。
背景技术
随着人工智能的飞速发展，电子产品也逐渐向薄型化、高密度发展。高密度多层电路板通常作为移动电话、数码相机、手提电脑等便携式电子产品的封装基板，集成电路封装基板由有芯基板向更薄的无芯基板方向的发展，也使得高密度多层电路板的改进成为研究的热点。
公开号为CN1293218A的专利申请公开了一种环氧树脂组合物，该环氧树脂组合物的必要成分是(A)1分子中有2个以上环氧基的环氧树脂、(B)苯酚系硬化剂、(C)有双酚S骨架、重均分子量为5000～100000的苯氧树脂和(D)硬化促进剂。该专利申请中采用的苯氧树脂存在介电损耗高，氧化处理后表面粗糙度较大的缺点，在高频高速应用场景中受到很大限制。
公开号为CN110591591A的专利申请公开了一种绝缘介质胶膜及其制备方法、多层印刷线路板，通过在环氧树脂组合物中引入饱和聚酯树脂组份，使得制得的绝缘介质胶膜具有介电常数低、介电损耗因数低、不易发生热膨胀，以及粘结力好的优点，但所得绝缘介质胶膜并不能保证较好的氧化处理耐性，粗糙度大，结合力差。
发明内容
为了克服以上的不足，本发明的目的在于提供一种绝缘胶膜组成物及其在印刷电路板中的应用。本发明的绝缘胶膜组成物可以达到低粗糙度、结合力好、介电系数低的效果，广泛适用于各种新型应用场景。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种绝缘胶膜组成物，包括聚苯乙烯树脂、环氧树脂、固化剂、固化促进剂以及无机填料；所述聚苯乙烯树脂为具有恶唑啉骨骼的聚苯乙烯树脂。
优选的，所述聚苯乙烯树脂的结构通式为
Figure BDA0003119259520000021
分子量为5000-300000，分子量低于5000则降低材料强度，不利于成膜，分子量高于300000时与胶膜树脂相容性将会大大下降，无法形成均一膜结构。
通过反应性接枝结构，提高聚苯乙烯树脂(分子量为5000-300000)
Figure BDA0003119259520000022
反应性，与胶膜获得较好相容性的同时提高固化后强度。
优选的，按质量份计，包括聚苯乙烯树脂0.5-5份、环氧树脂5-50份、固化剂2-20份、固化促进剂0.01-1份和无机填料1-100份。
优选的，按质量份计，按质量份计，包括聚苯乙烯树脂2-5份、环氧树脂10-30份、固化剂5-20份、固化促进剂0.1-1份和无机填料30-80份。
优选的，按质量份计，包括聚苯乙烯树脂5份、环氧树脂10份、固化剂5份、固化促进剂0.1份和无机填料30份。
优选的，所述环氧树脂选用具有一个或两个以上环氧基的环氧树脂；在一些优选方案中，同时选用常温液态和常温固态的两种环氧树脂以提供更好的成膜特性。
优选的，所述环氧树脂选用双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、萘型环氧树脂、联苯环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂和含磷环氧树脂等的一种或多种。
优选的，所述固化剂为苯酚系酚醛树脂、活性酯类固化剂和双氰胺等中的一种或多种；所述固化促进剂为咪唑类、2-甲基咪唑、2-苯基咪唑和2-乙基-4甲基咪唑等中一种或多种；所述无机填料为二氧化硅、氢氧化铝、碳酸钙和硅酸钙等中的一种或多种。
以上所述的一种绝缘胶膜组成物在印刷电路板中的应用。
优选的，所述印刷电路板的制备包括以下步骤：
(1)采用有机溶剂溶解绝缘胶膜组成物，再将溶解物涂布在离型膜上，然后50-150℃干燥，形成绝缘胶膜；
(2)采用热压机或真空压膜机，在70-130℃、0.1-1MPa压力下将绝缘胶膜与PCB板材压合，然后在150-190℃下固化30-90分钟；
步骤(1)所述有机溶剂为丁酮、环己酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的一种或多种；所述绝缘胶膜的厚度为10-100um。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明在环氧树脂组合物中引入具有恶唑啉骨骼聚苯乙烯树脂，达到低介电的效果，并且以较低表面粗糙度获得较好的结合力。
2、本发明的绝缘胶膜组成物可以适应高性能印刷电路板应用。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施作进一步的说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
1、本实施例的绝缘胶膜组按质量份计，包括以下组分：
聚苯乙烯树脂：恶唑啉苯乙烯树脂(分子量为5000-300000)2份
环氧树脂：三菱液状BPA 5份、DIC DCPD环氧5份
固化剂：DIC酚醛清漆5份
固化促进剂：2-甲基-4-甲基咪唑0.1份
无机填料：二氧化硅30份
2、多层印刷电路板的制备包括以下步骤：
(1)采用丁酮溶解绝缘胶膜组成物，再使用模头涂布机将溶解物涂布在离型膜上，然后50-150℃干燥，形成厚度为60um的绝缘胶膜；
(2)采用热压机或真空压膜机，在100℃、1MPa压力下将绝缘胶膜与PCB板材压合，然后在170℃下固化90分钟，得到多层印刷电路板。
实施例2
1、本实施例的绝缘胶膜组按质量份计，包括以下组分：
聚苯乙烯树脂：恶唑啉苯乙烯树脂(分子量为5000-300000)4份
环氧树脂：三菱液状BPA 5份、DIC DCPD环氧5份
固化剂：DIC酚醛清漆5份
固化促进剂：2-甲基-4-甲基咪唑0.1份
无机填料：二氧化硅30份
2、多层印刷电路板的制备包括以下步骤：
(1)采用丁酮溶解绝缘胶膜组成物，再使用模头涂布机将溶解物涂布在离型膜上，然后50-150℃干燥，形成厚度为60um的绝缘胶膜；
(2)采用热压机或真空压膜机，在100℃、1MPa压力下将绝缘胶膜与PCB板材压合，然后在170℃下固化90分钟，得到多层印刷电路板。
实施例3
1、本实施例的绝缘胶膜组按质量份计，包括以下组分：
聚苯乙烯树脂：恶唑啉苯乙烯树脂(分子量为5000-300000)2份
环氧树脂：三菱液状BPA 5份、日本化药联苯环氧5份
固化剂：DIC酚醛清漆5份
固化促进剂：2-甲基-4-甲基咪唑0.1份
无机填料：二氧化硅30份
2、多层印刷电路板的制备包括以下步骤：
(1)采用丁酮溶解绝缘胶膜组成物，再使用模头涂布机将溶解物涂布在离型膜上，然后50-150℃干燥，形成厚度为60um的绝缘胶膜；
(2)采用热压机或真空压膜机，在100℃、1MPa压力下将绝缘胶膜与PCB板材压合，然后在170℃下固化90分钟，得到多层印刷电路板。
实施例4
1、本实施例的绝缘胶膜组按质量份计，包括以下组分：
聚苯乙烯树脂：恶唑啉苯乙烯树脂(分子量为5000-300000)5份
环氧树脂：三菱液状BPA 10份、DIC DCPD环氧10份、日本化药联苯环氧10份
固化剂：DIC酚醛清漆20份
固化促进剂：2-甲基-4-甲基咪唑0.1份
无机填料：二氧化硅30份
2、多层印刷电路板的制备包括以下步骤：
(1)采用丁酮溶解绝缘胶膜组成物，再使用模头涂布机将溶解物涂布在离型膜上，然后50-150℃干燥，形成厚度为60um的绝缘胶膜；
(2)采用热压机或真空压膜机，在100℃、1MPa压力下将绝缘胶膜与PCB板材压合，然后在170℃下固化90分钟，得到多层印刷电路板。
实施例5
1、本实施例的绝缘胶膜组按质量份计，包括以下组分：
聚苯乙烯树脂：恶唑啉苯乙烯树脂(分子量为5000-300000)2份
环氧树脂：三菱液状BPA 5份、DIC DCPD环氧5份
固化剂：DIC酚醛清漆5份
固化促进剂：2-甲基-4-甲基咪唑0.1份
无机填料：二氧化硅80份
2、多层印刷电路板的制备包括以下步骤：
(1)采用丁酮溶解绝缘胶膜组成物，再使用模头涂布机将溶解物涂布在离型膜上，然后50-150℃干燥，形成厚度为60um的绝缘胶膜；
(2)采用热压机或真空压膜机，在100℃、1MPa压力下将绝缘胶膜与PCB板材压合，然后在170℃下固化90分钟，得到多层印刷电路板。
实施例6
1、本实施例的绝缘胶膜组按质量份计，包括以下组分：
聚苯乙烯树脂：恶唑啉苯乙烯树脂(分子量为5000-300000)2份
环氧树脂：三菱液状BPA 5份、DIC DCPD环氧5份
固化剂：DIC酚醛清漆5份
固化促进剂：2-甲基-4-甲基咪唑1份
无机填料：二氧化硅30份
2、多层印刷电路板的制备包括以下步骤：
(1)采用丁酮溶解绝缘胶膜组成物，再使用模头涂布机将溶解物涂布在离型膜上，然后50-150℃干燥，形成厚度为60um的绝缘胶膜；
(2)采用热压机或真空压膜机，在100℃、1MPa压力下将绝缘胶膜与PCB板材压合，然后在170℃下固化90分钟，得到多层印刷电路板。
对比例1
1、本实施例的绝缘胶膜组按质量份计，包括以下组分：
聚苯乙烯树脂：三菱苯氧树脂2份
环氧树脂：三菱液状BPA 5份、DIC DCPD环氧5份
固化剂：DIC酚醛清漆5份
固化促进剂：2-甲基-4-甲基咪唑0.1份
无机填料：二氧化硅30份
2、多层印刷电路板的制备包括以下步骤：
(1)采用丁酮溶解绝缘胶膜组成物，再使用模头涂布机将溶解物涂布在离型膜上，然后50-150℃干燥，形成厚度为60um的绝缘胶膜；
(2)采用热压机或真空压膜机，在100℃、1MPa压力下将绝缘胶膜与PCB板材压合，然后在170℃下固化90分钟，得到多层印刷电路板。
对比例2
1、本实施例的绝缘胶膜组按质量份计，包括以下组分：
聚苯乙烯树脂：环氧聚丁二烯2份
环氧树脂：三菱液状BPA 5份、DIC DCPD环氧5份
固化剂：DIC酚醛清漆5份
固化促进剂：2-甲基-4-甲基咪唑0.1份
无机填料：二氧化硅30份
2、多层印刷电路板的制备包括以下步骤：
(1)采用丁酮溶解绝缘胶膜组成物，再使用模头涂布机将溶解物涂布在离型膜上，然后50-150℃干燥，形成厚度为60um的绝缘胶膜；
(2)采用热压机或真空压膜机，在100℃、1MPa压力下将绝缘胶膜与PCB板材压合，然后在170℃下固化90分钟，得到多层印刷电路板。
对以上实施例1-6以及对比例1-2所得多层印刷电路板进行性能测试，具体测试结果见表1。
1、介电特性测试。
取厚度为60um的多层印刷电路板，通过介电常数测试仪测试材料在1GHz的介电损耗角正切(Df)。
2、表面粗糙度的测试方法。
(1)粗糙化处理。将以上的固化后的多层印刷电路板在ATOTECH公司Swelling DipSecuriganth P溶液60℃5分钟处理，再放入ATOTECH公司Concentrate Compact P溶液80℃，20分钟处理，并通过ATOTECH公司Reduction Solution Securiganth P溶液40℃，5分处理。干燥后形成粗化后基板。用于测试表面粗糙度。
(2)使用上述粗糙化处理后的基板，通过非接触型表面粗糙度计测量器算数平均粗糙度Ra。取10点平均值。
3、结合力测试。
(1)将上述粗糙化处理后基板进行化学镀铜和电镀铜处理。通过离子钯化学镀铜工程形成0.5um化学铜层，再通过电镀铜形成30um导体层。在190℃下进行60分钟退火处理，作为结合力测试评价基板。
(2)在上述退火后所得导体层表面切开制成宽10mm，长100mm测试样片。将导体一端剥开，通过拉伸测试机50mm/分速度垂直向上剥离，测试结合力。取10次测试平均值。
表1
Figure BDA0003119259520000081
由表1可知，本发明通过引入具有恶唑啉骨骼聚苯乙烯树脂，可降低所得绝缘胶膜组成物的介电系数和粗糙度，提高结合力。

Claims (10)

1.一种绝缘胶膜组成物，特征在于，包括聚苯乙烯树脂、环氧树脂、固化剂、固化促进剂以及无机填料；所述聚苯乙烯树脂为具有恶唑啉骨骼的聚苯乙烯树脂；
所述聚苯乙烯树脂的结构通式为
Figure FDA0003311568710000011
分子量为5000-300000。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘胶膜组成物，特征在于，按质量份计，包括聚苯乙烯树脂0.5-5份、环氧树脂5-50份、固化剂2-20份、固化促进剂0.01-1份和无机填料1-100份。
3.根据权利要求2所述的一种绝缘胶膜组成物，特征在于，按质量份计，包括聚苯乙烯树脂2-5份、环氧树脂10-30份、固化剂5-20份、固化促进剂0.1-1份和无机填料30-80份。
4.根据权利要求3所述的一种绝缘胶膜组成物，特征在于，按质量份计，包括聚苯乙烯树脂5份、环氧树脂10份、固化剂5份、固化促进剂0.1份和无机填料30份。
5.根据权利要求1所述的一种绝缘胶膜组成物，特征在于，所述环氧树脂选用具有一个或两个以上环氧基的环氧树脂；所述环氧树脂包括常温液态和常温固态的环氧树脂。
6.根据权利要求5所述的一种绝缘胶膜组成物，特征在于，所述环氧树脂选用双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、萘型环氧树脂、联苯环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂和含磷环氧树脂的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种绝缘胶膜组成物，特征在于，所述固化剂为苯酚系酚醛树脂、活性酯类固化剂和双氰胺中的一种或多种；所述固化促进剂为咪唑类化合物；所述无机填料为二氧化硅、氢氧化铝、碳酸钙和硅酸钙中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的一种绝缘胶膜组成物，特征在于，所述固化促进剂为2-甲基咪唑、2-苯基咪唑和2-乙基-4甲基咪唑中一种或多种。
9.权利要求1-8任一项所述的一种绝缘胶膜组成物在印刷电路板中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，特征在于，所述印刷电路板的制备包括以下步骤：
(1)采用有机溶剂溶解绝缘胶膜组成物，再将溶解物涂布在离型膜上，然后50-150℃干燥，形成绝缘胶膜；
(2)采用热压机或真空压膜机，在70-130℃、0.1-1MPa压力下将绝缘胶膜与PCB板材压合，然后在150-190℃下固化30-90分钟；
步骤(1)所述有机溶剂为丁酮、环己酮、乙酸乙酯和乙酸丁酯中的一种或多种；所述绝缘胶膜的厚度为10-100um。
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