CN118102578A - 一种内层压合的双面印制电路板及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内层压合的双面印制电路板及其生产工艺，属于印制电路板制作技术领域。该内层压合的双面印制电路板中使用的粘胶剂通过如下步骤制备：纳米无机填料加入多巴胺溶液中，超声，调节pH，搅拌，抽滤洗涤至中性，真空干燥得到改性纳米无机填料；改性纳米无机填料加入氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷中，搅拌得到预混液；将预混液、二酐和二胺加入非质子极性溶剂中，机械搅拌，真空除去气泡，置于洁净玻璃板上流延铺膜，梯度升温热亚胺化，冷却得到粘胶剂。本发明中使用的粘胶剂具有较高的柔韧性和拉伸强度，使得制备出的覆铜板有更好地力学性能，在制备过程不易出现分层、变形现象。

Description

一种内层压合的双面印制电路板及其生产工艺

技术领域

本发明属于印制电路板制作技术领域，具体涉及一种内层压合的双面印制电路板及其生产工艺。

背景技术

PCB是印刷电路板(即Printed Circuit Board)的简称。又称印制电路板、印刷线路板，由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。印刷电路板是组装电子零件用的基板，是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板。该产品的主要功能是使各种电子零组件形成预定电路的连接，起中继传输的作用，是电子产品的关键电子互连件，有“电子产品之母”之称，PCB作为电子零件装载的基板和关键互连件，任何电子设备或产品均需配备。

在PCB制备过程中，尤其在冲孔过程中，密集小孔处经常会遇到孔壁处有裂纹分层的问题，给基材的可靠性带来潜在的风险。一些终端会指定纸基覆铜板，使用喷锡工艺防止焊盘氧化，但是喷锡温度设置过高，浸锡时间过长，胶黏剂体系受热之后分子链明显解冻，分子链间运动明显，交联点明显减少，层间的粘结性也就明显下降，随板材无铅化的发展趋势以及板面孔密度越来越高，在PCB冲孔加工、喷锡和焊接等过程中，因粘结性差导致纸基覆铜板的分层问题显得越来越突出，因此粘结性是纸基覆铜板非常值得关注的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内层压合的双面印制电路板及其生产工艺，以解决高温下粘胶剂粘接性差和覆铜板易分层的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种内层压合的双面印制电路板，包括主电路板体、模块电路板体，所述主电路板体为覆铜板，所述覆铜板由基层板、粘胶剂和铜箔构成；

所述粘胶剂通过如下步骤制成：

将纳米无机填料加入多巴胺溶液中，超声，Tris-HCL缓冲液调节pH至8-9，搅拌，抽滤洗涤至中性，真空干燥，得到改性纳米无机填料；将改性纳米无机填料加入氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷中，搅拌，得到预混液；将预混液、二酐和二胺加入非质子极性溶剂中，机械搅拌，真空除去气泡，置于洁净玻璃板上流延铺膜，梯度升温热亚胺化，冷却，得到粘胶剂。

进一步地，纳米无机填料和多巴胺溶液用量比为0.5g：100mL；改性纳米无机填料和氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷用量比为0.3g：3mL；预混液、二酐、二胺和非质子极性溶剂的用量比1.1mL：2.6g：1.1g：50mL；其中多巴胺溶液的浓度为0.2g/L；Tris-HCL缓冲液的pH为8.5。

进一步地，纳米无机填料为氧化石墨烯和六方氮化硼中的一种。

进一步地，二酐为均苯四甲酸酐、酮酐、二苯醚四羧酸二酐、联苯四甲酸二酐和六氟二酐中的一种或两种以任意比例混合。

进一步地，二胺为对苯二胺、4，4'-二氨基二苯醚和2，2'-二甲基联苯中的一种或两种以任意比例混合。

进一步地，非质子极性溶剂为二甲基甲酰胺和二甲亚砜中的一种。

本发明还提供一种内层压合的双面印制电路板的生产工艺，包括如下步骤：

选取基层板，基层板双面涂覆上述粘胶剂，得到胶粘树脂层，最外层双面覆盖铜箔；经固化压合、钻孔、涂布有导电材料，得到导电膜、图形转移、图形电镀、蚀刻、丝印阻焊油墨和字符油墨、表面处理和成型，得到内层压合的双面印制电路板。

进一步地，基层板厚度为25-100μm，胶粘树脂层的厚度为10-50μm，铜箔厚度为12-35μm。

本发明的有益效果：

本发明使用具有独特片层结构优势的二维层状纳米无机填料，经改性后可均匀分布于树脂内部与聚酰亚胺相互连接，修复聚酰亚胺树脂的界面结构缺陷，形成了连续的具有较大微晶尺寸的结构，进一步提升聚酰亚胺树脂的粘结强度。一方面，聚酰亚胺中引入层状纳米无机填料可以改善片层的取向性和规整性，在电路板压合的过程中施加的压力排除层间的多余空间，促使层状纳米片和聚酰亚胺分子间通过氢键和范德华力而紧密连接在一起，这种堆叠致密有序的层状互锁结构可以增强片层间的粘附性，产生较强的界面结合作用，从而增强粘胶剂的力学性能。

本发明中，氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷通过包覆在二维层状纳米粒子外，形成致密的微凸起疏水结构，与聚酰亚胺共聚时可有效地减弱胶液组分之间相互缔合的作用并控制胶液黏度；大量疏水侧链引入PI分子链内，使PI分子链内有更大自由转动空间及活动能力，从而增大分子链柔顺性并改善柔韧性；进一步制得的聚酰亚胺粘胶剂断裂伸长率优异，具有较高的拉伸强度并且在一定程度上提高了粘胶剂的热稳定性。

本发明中制备内层压合的双面印制电路板的工艺流程短，采用的本发明制得的粘胶剂可有效地减少覆铜板因变形、开裂等损坏的应用量，同时降低较大的设备成本及管理成本。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种粘胶剂：

将0.5g纳米氧化石墨烯(厚度5nm，宽度25μm，西宝生物科技(上海)股份有限公司)加入100mL浓度为0.2g/L的多巴胺溶液中，超声分散1h，混合均匀，使用Tris-HCL缓冲液(pH为8.5)调节pH至8.5，30℃下搅拌24h，抽滤，用去离子水洗涤至中性，放入80℃真空干燥箱中干燥24h，得到改性纳米氧化石墨烯；

再将0.3g改性纳米氧化石墨烯加入3mL氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷(编号为A850310，上海麦克林生化科技股份有限公司)中，室温搅拌30min，得到预混液；将1.1mL预混液、2.6g均苯四甲酸酐和1.1g对苯二胺加入50mL二甲基甲酰胺中，机械搅拌8h，混合均匀，真空除去气泡后，置于洁净玻璃板上流延铺膜，放入烘箱中，以升温速率为1℃/min，200℃/h，250℃/h，300℃/2h，350℃/h，400℃/(2h)进行热亚胺化反应，空气中自然冷却，得到粘胶剂。

实施例2

2.6g二苯醚四羧酸二酐，1.1g4，4'-二氨基二苯醚，得到粘胶剂；其余原料及步骤均与实施例1相同。

实施例3

1.4g均苯四甲酸酐，1.2g二苯醚四羧酸二酐，1.1g对苯二胺，得到粘胶剂；其余原料及步骤均与实施例1相同。

实施例4

1.4g均苯四甲酸酐，1.2g联苯四甲酸二酐，得到粘胶剂；其余原料及步骤均与实施例1相同。

对比例1

不添加改性氧化石墨烯，得到粘胶剂；其余原料及步骤均与实施例1相同。

对比例2

不添加氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷，得到粘胶剂；其余原料及步骤均与实施例1相同。

对比例3

不添加改性氧化石墨烯、氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷，得到粘胶剂；其余原料及步骤均与实施例1相同。

对实施例1-4和对比例1-3进行性能测试：

力学性能测试：采用万能试验机(Instron 5944)检测粘胶剂压缩剪切强度等力学性能，将粘胶剂分别涂覆在陶瓷片上，涂覆面积均为17.5mm×12.5mm，进行单搭接实验，在马弗炉中以600℃下进行2h热处理，自然冷却至室温，进行测试。

热稳定性测试：采用热失重分析仪(TG-DSC)测试粘胶剂热稳定性，将粘胶剂置于洁净的玻璃板上流延成膜，制备薄膜，剪取5mg进行测试。

粘胶剂黏度测试:采用数显黏度计(LVDV-Ⅱ+PRO)，25℃下，将制备好的粘胶剂进行黏度测试；测试结果如表1所示：

表1

由表1可以看出，实施例1-4的力学性能、热稳定性和黏度均高于对比例1-3；与实施例1相比，对比例1中仅添加了疏水长链，对比例2中仅添加了改性纳米氧化石墨烯，疏水长链可以很好地增加粘胶剂的黏度，长链的引入可以提高粘胶剂的柔韧性和热稳定性，二维层状填料的作用下能抑制聚酰亚胺树脂在高温下热分解时产生体积收缩，增强高温下粘胶剂力学性能。

因此对比例1中的力学性能要远低于实施例1的力学性能，对比例2中的热稳定性和黏度要远低于实施例1；由对比例1和对比例2可知，添加了无机填料的对比例2中的力学性能要高于对比例1，相反，对比例1中的热稳定性和黏度高于对比例2，结合对比例3可知，本发明制备的粘胶剂具有优异的力学性能和高黏度。

实施例5

本实施例提供一种内层压合的双面印制电路板的生产工艺：

选用聚酰亚胺树脂制成的基层板，基层板双面涂覆实施例1中的粘胶剂，得到胶粘树脂层，最外层双面覆盖铜箔；经压合固化、钻孔、涂布有导电材料，得到导电膜、图形转移、图形电镀、蚀刻、丝印阻焊油墨和字符油墨、表面处理和成型，得到内层压合的双面印制电路板。

实施例6

实施例2中的粘胶剂，得到内层压合的双面印制电路板；其余原料及步骤均与实施例5相同。

实施例7

实施例3中的粘胶剂，得到内层压合的双面印制电路板；其余原料及步骤均与实施例5相同。

对比例4

对比例1中的粘胶剂，得到内层压合的双面印制电路板；其余原料及步骤均与实施例5相同。

对比例5

对比例2中的粘胶剂，得到内层压合的双面印制电路板；其余原料及步骤均与实施例5相同。

对比例6

对比例3中的粘胶剂，得到内层压合的双面印制电路板；其余原料及步骤均与实施例5相同。

对实施例5-7和对比例4-6进行性能测试：

对压合后的覆铜板进行切削测试，采用直径为0.22mm、钻尖角为120°微孔钻削；采用型号为MAI185S双镜头测量仪观察试样表面、边缘轮廓；采用型号为Nova Nano SEM 430超高分辨率场发射扫描电子显微镜对钻孔后的板进行观察；观察结果如表2所示：

表2

由表2可以看出，对比例4中仅采用添加疏水长链的粘胶剂，提高了黏度和柔韧性所以制备出的覆铜板在钻孔过程中板的柔韧性高不易开裂、断裂且黏度高，但其性能仍低于实施例5。与对比例4相反，对比例5仅添加了二维层状无机填料的粘胶剂，随着粘胶剂的力学性能的增强，覆铜板的强度也有所提升，在对其进行压合和钻孔操作时，不会出现变形现象且耐磨，但是较实施例5中的覆铜板也略差。由对比例4与对比例5相比可知，对比例5中的板柔韧性和黏度要高一些，不易分层，开裂，而对比例4中的粗糙度较低，耐磨性要更好；结合对比例6可知，本发明在制备一种内层压合的双面印制电路板的工艺过程中，效率更高且生产成本较低。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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 (8)

1.一种内层压合的双面印制电路板，包括主电路板体、模块电路板体，所述主电路板体为覆铜板，所述覆铜板由基层板、粘胶剂和铜箔构成；其特征在于，所述粘胶剂通过如下步骤制成：

将纳米无机填料加入多巴胺溶液中，超声，Tri s-HCL缓冲液调节pH至8-9，搅拌，抽滤洗涤至中性，真空干燥，得到改性纳米无机填料；将改性纳米无机填料加入氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷中，搅拌，得到预混液；将预混液、二酐和二胺加入非质子极性溶剂中，机械搅拌，真空除去气泡，置于洁净玻璃板上流延铺膜，梯度升温热亚胺化，冷却，得到粘胶剂。

2.根据权利要求1所述的一种内层压合的双面印制电路板，其特征在于，纳米无机填料和多巴胺溶液用量比为0.5g：100mL；改性纳米无机填料和氨丙基双封端聚二甲基硅氧烷用量比为0.3g：3mL；预混液、二酐、二胺和非质子极性溶剂的用量比1.1mL：2.6g：1.1g：50mL；其中多巴胺溶液的浓度为0.2g/L；Tri s-HCL缓冲液的pH为8.5。

3.根据权利要求1所述的一种内层压合的双面印制电路板，其特征在于，纳米无机填料为氧化石墨烯和六方氮化硼中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种内层压合的双面印制电路板，其特征在于，二酐为均苯四甲酸酐、酮酐、二苯醚四羧酸二酐、联苯四甲酸二酐和六氟二酐中的一种或两种以任意比例混合。

5.根据权利要求1所述的一种内层压合的双面印制电路板，其特征在于，二胺为对苯二胺、4，4'-二氨基二苯醚和2，2'-二甲基联苯中的一种或两种以任意比例混合。

6.根据权利要求1所述的一种内层压合的双面印制电路板，其特征在于，非质子极性溶剂为二甲基甲酰胺和二甲亚砜中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种内层压合的双面印制电路板的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

选取基层板，基层板双面涂覆上述粘胶剂，得到胶粘树脂层，最外层双面覆盖铜箔；经固化压合、钻孔、涂布有导电材料，得到导电膜、图形转移、图形电镀、蚀刻、丝印阻焊油墨和字符油墨、表面处理和成型，得到内层压合的双面印制电路板。

8.根据权利要求7所述的一种内层压合的双面印制电路板的生产工艺，其特征在于，基层板厚度为25-100μm，胶粘树脂层的厚度为10-50μm，铜箔厚度为12-35μm。