CN115506178A - 一种用于fpc压板的竹浆牛皮纸及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于FPC压板的竹浆牛皮纸及其制作方法，包括竹浆的制备、漂白、疏解、打浆、浆料调整、抄造等步骤。向浆料中添加氮化硼粉末、硅烷偶联剂进行浆料调整，通过本发明制备得到的牛皮纸作为缓冲层具有良好的散热性能、并且能够减少PE穿透牛皮纸层，阻止PE与其他层的接触影响电路板的性能。
Description
技术领域
本发明涉及柔性电路板，具体的涉及一种用于FPC压板的竹浆牛皮纸及其制作方法。
背景技术
随着信息通讯的发展，更为依赖于电子元器件的性能。作为基本的柔性电路板的需求也越来越多、而且要求也越来越高。柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性与绝佳可挠性的印刷电路板。通常是多层板结构，通过热压机将钢板、缓冲层、离型层、线路板、垫板等压合成为的叠层板。
中国专利CN 105555032 A公开了一种柔性电路板的压合方法与叠板结构，其中压合方法包括在压合机的下载板上铺设缓冲层；在缓冲层上铺设叠板层，叠板层包括：牛皮纸、填充层、离型层、待压合的电路板以及堆叠在该电路板上的离型层、填充层与牛皮纸。在最顶端的叠板层上铺设缓冲层；启动压合机进行热压；叠板层与缓冲层之间，以及相邻的叠板层之间通过可导热的刚性传压板分隔；填充层可在加热后融化，以填充牛皮纸与离型层之间的空隙。通过采用牛皮纸作为缓冲基质，其可以有效的吸附融化后的PE液体。然而牛皮纸本申请散热性能较差，加上PE进入牛皮纸导致整个电路板的散热性能下降；加之填充层在加热后融化填充牛皮纸与离型层之间的空隙，这导致整个电路板结构的各层失去原始的层的性能。
发明内容
鉴于现有技术存在的缺陷和不足，本发明提供一种用于FPC压板的竹浆牛皮纸及其制作方法，通过本发明制备得到的牛皮纸作为缓冲层具有良好的散热性能、并且能够减少PE穿透牛皮纸层，阻止PE与其他层的接触影响电路板的性能。
为了解决本发明的技术问题，通过以下技术方案实现：
一种用于FPC压板的竹浆牛皮纸的制作方法，包括以下步骤：
(1)竹浆的制备：将竹子原料经过切割成小段并进行清洗，放入蒸煮设备中，加入氢氧化钠和亚硫酸钠，升温至140-160℃、控制蒸汽压力在0.1-1MPa，持续蒸煮过程5-10h；
(2)漂白：采用双氧水溶液对蒸煮后的原料进行漂白；
(3)疏解：将上述蒸煮的原料放入单盘磨进行疏解；
(4)打浆：将疏解后的浆料经过串联的多台锥形精浆机打浆后再经过多台串联的双盘磨打浆机打浆，然后进行洗涤、净化；
(5)浆料调整：向浆料中添加氮化硼粉末、硅烷偶联剂，将其搅拌形成均匀浆料；
(6)抄造：将上述浆料送入长网造纸机，经过上浆、干燥、压榨、压光工序后得到成型牛皮纸。
进一步地，步骤(1)中氢氧化钠的用量为竹子原料重量的1.0-2.0％、亚硫酸钠的用量为竹子原料重量的2.0-3.0％。
进一步地，步骤(2)中双氧水溶液的浓度为3-6wt％。
进一步地，步骤(3)中疏解度控制在3-5％。
进一步地，步骤(4)中打浆浓度控制在2.5-5％、叩解度控制在30-40°SR。
进一步地，步骤(5)中氮化硼的用量为浆料重量的5-10％、硅烷偶联剂的用量为浆料重量的3-6％。
进一步地，步骤(6)中压榨工序的压力为0.15-0.2MPa、压光工序的线压力为170-200kNn/m。
进一步地，硅烷偶联剂为γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
进一步地，步骤(4)和(5)之间还包括染色工序，向浆料中加入0.01-0.05％的碱性橙黄染料。
本发明还提供了上述所述制作方法制备的竹浆牛皮纸，所述牛皮纸应作于FPC压板的缓冲层。
本发明的原理：本发明技术方案通过对牛皮纸浆料进行成分调整，一方面通过加入高导热性的氮化硼粉末，氮化硼粉末分散在牛皮纸内，能够有效提高牛皮纸的散热性能；为了减少PE穿透牛皮纸层，一般来说可以通过提高牛皮纸的致密性来解决，但是牛皮纸越致密反而会降低牛皮纸的透气性进而严重降低散热性能；为此，在保证一定的致密性的前提下，申请人通过在浆料中添加具有超疏的物质硅烷偶联剂，能够与竹浆中的羟基形成硅氧键，提高牛皮纸的韧性，同时在表面能够形成超疏结构，能够有效的阻止PE穿透牛皮纸层。
相当于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本申请采用竹子作为牛皮纸原料，原料来源广泛、制备成本较低，制备的牛皮纸不仅能够满足日常用的使用，而且能够应用于电路板的缓冲层，有效的保证电路板的品质。
(2)本发明通过在浆料中添加氮化硼粉末，不仅能够提高牛皮纸的散热性能，并且氮化硼具有优异的硬度和绝缘性，可以提高牛皮纸的硬度，并且保证牛皮纸的绝缘性，从而有效的防止电路板层之间的漏电风险。
(3)本发明通过在浆料中添加硅烷偶联剂，一方面能够在牛皮纸之间形成化学键提高牛皮纸的韧性，避免缓冲层变形大从而降低压合的精度；另外在表面能够形成超疏结构，能够有效的阻止PE穿透牛皮纸层，从而避免了填充层在加热后融化填充牛皮纸与离型层之间的空隙，保证电路板结构的各层的原始性能。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述，但不限制本发明的保护范围和应用范围。
实施例1
一种用于FPC压板的竹浆牛皮纸的制作方法，包括以下步骤：
(1)竹浆的制备：将竹子原料经过切割成小段并进行清洗，放入蒸煮设备中，加入氢氧化钠和亚硫酸钠，升温至140℃、控制蒸汽压力在0.1MPa，持续蒸煮过程10h；其中，氢氧化钠的用量为竹子原料重量的1.0％、亚硫酸钠的用量为竹子原料重量的2.0％。
(2)漂白：采用双氧水溶液对蒸煮后的原料进行漂白；其中，双氧水溶液的浓度为3wt％。
(3)疏解：将上述蒸煮的原料放入单盘磨进行疏解；其中，疏解度控制在3％。
(4)打浆：将疏解后的浆料经过串联的多台锥形精浆机打浆后再经过多台串联的双盘磨打浆机打浆，然后进行洗涤、净化；其中，打浆浓度控制在2.5％、叩解度控制在30°SR。
(5)浆料调整：向浆料中添加氮化硼粉末、硅烷偶联剂，将其搅拌形成均匀浆料；其中，氮化硼的用量为浆料重量的5％、硅烷偶联剂的用量为浆料重量的3％，其中。硅烷偶联剂为γ-巯丙基三甲氧基硅烷。
(6)抄造：将上述浆料送入长网造纸机，经过上浆、干燥、压榨、压光工序后得到成型牛皮纸；其中，压榨工序的压力为0.15MPa、压光工序的线压力为170kNn/m。
将上述制备的牛皮纸经过裁剪作为缓冲层，并与压板、基板、PE膜等压合成为柔性电路板。
实施例2
一种用于FPC压板的竹浆牛皮纸的制作方法，包括以下步骤：
(1)竹浆的制备：将竹子原料经过切割成小段并进行清洗，放入蒸煮设备中，加入氢氧化钠和亚硫酸钠，升温至150℃、控制蒸汽压力在0.8MPa，持续蒸煮过程6h；其中，氢氧化钠的用量为竹子原料重量的1.5％、亚硫酸钠的用量为竹子原料重量的2.5％。
(2)漂白：采用双氧水溶液对蒸煮后的原料进行漂白；其中，双氧水溶液的浓度为4.5wt％。
(3)疏解：将上述蒸煮的原料放入单盘磨进行疏解；其中，疏解度控制在4％。
(4)打浆：将疏解后的浆料经过串联的多台锥形精浆机打浆后再经过多台串联的双盘磨打浆机打浆，然后进行洗涤、净化；其中，打浆浓度控制在3.5％、叩解度控制在35°SR。
(5)浆料调整：向浆料中添加氮化硼粉末、硅烷偶联剂，将其搅拌形成均匀浆料；其中，氮化硼的用量为浆料重量的5％、硅烷偶联剂的用量为浆料重量的4.3％，其中。硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
(6)抄造：将上述浆料送入长网造纸机，经过上浆、干燥、压榨、压光工序后得到成型牛皮纸；其中，压榨工序的压力为0.2MPa、压光工序的线压力为200kNn/m。
将上述制备的牛皮纸经过裁剪作为缓冲层，并与压板、基板、PE膜等压合成为柔性电路板。
为了更好的对比，申请人对技术方案做了对照试验。
对比例1
对比例1与实施例1步骤相同，区别仅在于步骤(5)中不添加氮化硼粉末，也不添加硅烷偶联剂。
对比例2
对比例2与实施例1步骤相同，区别仅在于步骤(5)中仅添加氮化硼粉末，而不添加硅烷偶联剂。
对比例3
对比例3与实施例1步骤相同，区别仅在于步骤(5)中仅添加硅烷偶联剂，而不添加氮化硼粉末。
一、散热性能测试：
将实施例1-2以及对比例1-3得到的柔性电路板放入至120℃的烘箱中30min，然而取出放在室内环境下(27.2℃)，每隔30s测量电路板表面3-4个点的温度，取平均值作为该时间点的温度。温度记录于下表1。
表1
通过上述温度测试可知，实施例1-2制备的柔性电路板在300s内从120℃将低至32℃左右；而未添加氮化硼制备的柔性电路板在300s的时间点温度还在40℃上；说明在牛皮纸内添加氮化硼有利于散热性能。
二、PE穿透情况检查
将实施例1-2以及对比例1-3得到的柔性电路板经过分拆，将牛皮纸中间剪开，观察牛皮纸的情况。通过检查切口情况可知，实施例1-2的牛皮纸切口颜色与制备的牛皮纸一致，说明PE并没有渗透至牛皮纸内部。对比例3中牛皮纸的表层有一定厚度的颜色变化，说明PE略有渗透，但是渗透深度并不大。对比例1中牛皮纸切口的颜色全部变化，说明PE渗透进入牛皮纸，并且穿透了牛皮纸。对比例2中牛皮纸与对比例1情况接近。
通过PE穿透情况检查可知，在牛皮纸的制备过程中添加硅烷偶联剂能够有效的阻止PE渗透进入牛皮纸，能够避免PE与其他层的接触影响电路板的性能。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于FPC压板的竹浆牛皮纸的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)竹浆的制备：将竹子原料经过切割成小段并进行清洗，放入蒸煮设备中，加入氢氧化钠和亚硫酸钠，升温至140-160℃、控制蒸汽压力在0.1-1MPa，持续蒸煮过程5-10h；
(2)漂白：采用双氧水溶液对蒸煮后的原料进行漂白；
(3)疏解：将上述蒸煮的原料放入单盘磨进行疏解；
(4)打浆：将疏解后的浆料经过串联的多台锥形精浆机打浆后再经过多台串联的双盘磨打浆机打浆，然后进行洗涤、净化；
(5)浆料调整：向浆料中添加氮化硼粉末、硅烷偶联剂，将其搅拌形成均匀浆料；
(6)抄造：将上述浆料送入长网造纸机，经过上浆、干燥、压榨、压光工序后得到成型牛皮纸。
2.根据权利要求1所述的竹浆牛皮纸的制作方法，其特征在于，步骤(1)中氢氧化钠的用量为竹子原料重量的1.0-2.0％、亚硫酸钠的用量为竹子原料重量的2.0-3.0％。
3.根据权利要求1所述的竹浆牛皮纸的制作方法，其特征在于，步骤(2)中双氧水溶液的浓度为3-6wt％。
4.根据权利要求1所述的竹浆牛皮纸的制作方法，其特征在于，步骤(3)中疏解度控制在3-5％。
5.根据权利要求1所述的竹浆牛皮纸的制作方法，其特征在于，步骤(4)中打浆浓度控制在2.5-5％、叩解度控制在30-40°SR。
6.根据权利要求1所述的竹浆牛皮纸的制作方法，其特征在于，步骤(5)中氮化硼的用量为浆料重量的5-10％、硅烷偶联剂的用量为浆料重量的3-6％。
7.根据权利要求1所述的竹浆牛皮纸的制作方法，其特征在于，步骤(6)中压榨工序的压力为0.15-0.2MPa、压光工序的线压力为170-200kNn/m。
8.根据权利要求1所述的竹浆牛皮纸的制作方法，其特征在于，硅烷偶联剂为γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的竹浆牛皮纸的制作方法，其特征在于，步骤(4)和(5)之间还包括染色工序，向浆料中加入0.01-0.05％的碱性橙黄染料。
10.一种权利要求1-9任一项所述制作方法制备的竹浆牛皮纸，其特征在于：所述牛皮纸应作于FPC压板的缓冲层。
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