CN202042298U - 一种具有层状结构的绝缘板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有层状结构的绝缘板,该绝缘板包括依次叠置并相互粘接的一上面层、一芯料以及一下面层;所述芯料包括至少一玻璃纤维无纺布层和至少一玻璃纤维布层,且所述芯料中所述玻璃纤维无纺布层和所述玻璃纤维布层的总层数为3层以上;每两层所述玻璃纤维无纺布层和/或所述玻璃纤维布层之间相互叠置并粘接;所述上面层以及下面层皆为一玻璃纤维布层。本实用新型的绝缘板具有特殊的层状结构从而具综合技术性能优良,既保证了在高温、高湿、高负载等严酷环境下具备良好的电气性能,耐热等级达C级,阻燃性能达UL94 V-0;具备良好的机械强度和尺寸稳定性;对加工成型工艺的适应性更强,对加工设备的损耗更小,环保成本更低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有层状结构的绝缘板。
背景技术
随着科学技术水平的高速发展,电子产品不断趋向小型化、轻型化、高可靠、高密度方向发展,人们对电子产品的安全使用及其可靠性提出了更高的要求。电子产品的性能、质量及使用寿命在很大程度上取决于所用绝缘材料的质量,绝缘材料作为电子产品的安全保障,只有具备优良的性能,才能提高电子产品的电压等级、增大负载容量、缩小产品体积,才能保障在高温、高湿、高负载等严酷条件下长期安全使用。当前,研究和发展各种性能优良、环境友好型的绝缘材料已成为电子绝缘材料发展的趋势。
目前,市售绝缘板以层压板为主,主要品种有环氧玻璃纤维布绝缘板、SMC绝缘板、GPO-3绝缘板等,性能各有优劣。
其中,环氧玻璃纤维布绝缘板(FR-4绝缘板)是由电子级无碱玻璃纤维布浸以环氧树脂,进过烘焙、热压成型等工艺制得,通常有白色和黄色两种。其具备较佳的电气性能,良好的耐热性、耐湿性以及耐蚀性,但对机械加工的适应性差,基材尺寸稳定性较差,翘曲相对大,生产成本较高,原材料环保成本较高。
SMC(Sheet molding compound)绝缘板是由不饱和聚酯玻璃纤维增强片状模塑料经模压成型的绝缘板材,主要原料由专用纱、不饱和树脂、低收缩添加剂、填料及各种助剂组成,通常有多种颜色。其电气性能良好,化学性能良好,加工成型工艺简单。但是其耐热性能差,对严酷环境条件的适应性相对差,机械强度较差。
GPO-3(又称UPGM-203)绝缘板,是由无碱玻璃纤维无纺布浸以不饱和聚酯树脂体系,经烘焙、热压成型制得的绝缘板材,因其用途的侧重差异其中加入不同的添加剂。其电气性能良好,化学性能良好,对机械加工的适应性较好,原材料的生产成本低,环保成本低。但其耐热性相对较差,机械强度差。
在常用增强材料生产方面,玻璃纤维布的生产经过熔化、拉丝、织布、热处理、表面处理、干燥等工序,相对其它增强材料其工业成本较大,能耗大、污染重,环保成本较高;玻璃纤维无纺布的生产经过制浆、抄纸、上胶、干燥等工序,相对而言其工业成本较低,能耗较小、污染较轻,环保成本较低。两种材料各具优劣。
因此,本领域的技术人员致力于开发一种具备优良的电气性能、耐热性能、阻燃性能,对严酷环境条件的应用性强,对机械加工工艺的适应性强,同时生产成本、能耗和环保成本较低的绝缘板。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服了现有技术中各种绝缘板难以实现电气性、耐热性、耐湿、耐腐蚀性、稳定性、机械加工性、环保性等性能能够同时满足使用需要的缺陷,提供了一种综合性能优良,并且成本低廉的具有特殊层状结构的绝缘板。
本实用新型提供了一种具有层状结构的绝缘板,其包括依次叠置并相互粘接的一上面层、一芯料以及一下面层;所述芯料包括至少一玻璃纤维无纺布层和至少一玻璃纤维布层,且所述芯料中所述玻璃纤维无纺布层和所述玻璃纤维布层的总层数为3层以上;每两层所述玻璃纤维无纺布层和/或所述玻璃纤维布层之间相互叠置并粘接;所述上面层以及下面层皆为一玻璃纤维布层;其中,在所述芯料中,所述玻璃纤维布层的材质包括一张以上相互叠置的玻璃纤维布半固化片,所述玻璃纤维无纺布层的材质包括一张以上相互叠置的玻璃纤维无纺布半固化片;所述上面层和下面层的材质皆为一张玻璃纤维布半固化片。
本实用新型中,所述的玻璃纤维布层是指由玻璃纤维布半固化片根据本领域常规方法制得的片层。
本实用新型中,所述的玻璃纤维无纺布层是指由玻璃纤维无纺布半固化片根据本领域常规方法制得的片层。
本实用新型中所述的“每两层所述玻璃纤维无纺布层和/或所述玻璃纤维布层之间相互叠置并粘接”例如可为每两层所述玻璃纤维无纺布层之间相互叠置并粘接,或每两层所述玻璃纤维布层之间相互叠置并粘接,或每一层所述玻璃纤维无纺布层与每一层所述玻璃纤维布层之间相互叠置并粘接。
在本实用新型一较佳的实施方式中,在所述芯料中,所述玻璃纤维无纺布层与所述玻璃纤维布层交替叠置。
在本实用新型一更佳的实施方式中,当所述玻璃纤维无纺布层与所述玻璃纤维布层交替叠置时,所述玻璃纤维无纺布层的层数与所述玻璃纤维布层的层数相差一层,也就是说此时每两层所述玻璃纤维无纺布层中叠夹一所述玻璃纤维布层,或每两层所述玻璃纤维布层中叠夹一所述玻璃纤维无纺布层。
在本实用新型另一较佳的实施方式中,所述玻璃纤维无纺布层的材质仅包括一张或两张玻璃纤维无纺布半固化片。
在本实用新型另一较佳的实施方式中,所述玻璃纤维布层的材质仅包括一张或两张玻璃纤维布半固化片。
在本实用新型另一更佳的实施方式中,所述芯料选自下述方式中的任一种:
方式一、所述芯料由依次叠置并粘接的一所述玻璃纤维布层、一所述玻璃纤维无纺布层以及一所述玻璃纤维布层组成,其中所述玻璃纤维无纺布层的材质为一张或两张玻璃纤维无纺布半固化片;所述玻璃纤维布层的材质为一张玻璃纤维布半固化片;
方式二、所述芯料由依次叠置并粘接的一所述玻璃纤维无纺布层、一所述玻璃纤维布层以及一所述玻璃纤维无纺布层组成,其中所述玻璃纤维布层的材质为一张或两张玻璃纤维布半固化片;所述玻璃纤维无纺布层的材质为一张玻璃纤维无纺布半固化片;
方式三、所述芯料由三层所述玻璃纤维无纺布层以及两层所述玻璃纤维布层组成,其中每两层所述玻璃纤维无纺布层中叠夹并粘接一所述玻璃纤维布层;所述玻璃纤维布层的材质为一张或两张玻璃纤维布半固化片;所述玻璃纤维无纺布层的材质为一张或两张玻璃纤维无纺布半固化片;
方式四、所述芯料由三层所述玻璃纤维布层以及两层所述玻璃纤维无纺布层组成,其中每两层所述玻璃纤维布层中叠夹并粘接一所述玻璃纤维无纺布层,所述玻璃纤维布层的材质为一张或两张玻璃纤维布半固化片;所述玻璃纤维无纺布层的材质为一张或两张玻璃纤维无纺布半固化片;
方式五、所述芯料由四层所述玻璃纤维无纺布层以及三层所述玻璃纤维布层组成,其中每两层所述玻璃纤维无纺布层中叠夹并粘接一所述玻璃纤维布层;所述玻璃纤维布层的材质为一张或两张玻璃纤维布半固化片;所述玻璃纤维无纺布层的材质为一张或两张玻璃纤维无纺布半固化片;
方式六、所述芯料由四层所述玻璃纤维布层以及三层所述玻璃纤维无纺布层组成,其中每两层所述玻璃纤维布层中叠夹并粘接一所述玻璃纤维无纺布层;所述玻璃纤维布层的材质为一张或两张玻璃纤维布半固化片;所述玻璃纤维无纺布层的材质为一张或两张玻璃纤维无纺布半固化片。
本实用新型中对于所述绝缘板的厚度没有特殊限制,其可达到本领域此类绝缘板的常规厚度,一般为0.5mm-150mm。
本实用新型中所述的玻璃纤维布半固化片以及玻璃纤维无纺布半固化片皆为本领域常规产品。所述的半固化片为主要由增强材料以及树脂胶液制成的薄片材料。当所述增强材料为玻璃纤维布时,所述半固化片为玻璃纤维布半固化片,当所述增强材料为玻璃纤维无纺布时,所述半固化片为玻璃纤维无纺布半固化片。
本实用新型中,对于所述的玻璃纤维布半固化片没有特殊限制,可为本领域常规的各种玻璃纤维布半固化片。
本实用新型中,对于所述的玻璃纤维无纺布半固化片没有特殊限制,可为本领域常规的各种玻璃纤维无纺布半固化片。
本实用新型中,上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合,即得本实用新型各较佳实施例。
本实用新型的原料和试剂皆市售可得。
本实用新型的积极进步效果在于:本实用新型的具有层状结构的绝缘板由于上述结构及加工方法,具有优良的综合技术性能。本实用新型的绝缘板既保证了在高温、高湿、高负载及严酷的环境条件下具备良好的电气性能,同时具备良好的耐热、耐湿和耐蚀性能,耐热等级达到C级,阻燃性能达到UL94 V-0;具备良好的机械强度和尺寸稳定性;具备良好的隔音、隔热性能,基材可包括多种颜色;且生产成本较低。本实用新型的绝缘板对其加工成型工艺的适应性更强,可用于冲压、钻孔、机械加工、剪切和磨砂等加工工艺,并且对加工设备的损耗更小,加工成本更低;原材料的生产能耗较低,污染较小,环保成本更低,符合当前世界低碳、高环保的要求。
附图说明
图1为实施例1的绝缘板的局部断面结构示意图;
图2为实施例2的绝缘板的局部断面结构示意图;
图3为实施例3的绝缘板的局部断面结构示意图;
图4为实施例4的绝缘板的局部断面结构示意图;
图5为实施例5的绝缘板的局部断面结构示意图;
图6为实施例6的绝缘板的局部断面结构示意图;
图7为实施例7的绝缘板的局部断面结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本实用新型的具体实施方式,以详细说明本实用新型的技术方案及有益效果。
本实用新型中所述玻璃纤维布半固化片由下述方法制得:将玻璃纤维布于树脂胶液中浸渍,于150-200℃烘焙,冷却后获得。
本实用新型中所述玻璃纤维无纺布半固化片由下述方法制得:将玻璃纤维布于树脂胶液中浸渍,于170-210℃烘焙,冷却后获得。
根据胶液含量的控制,本实用新型的绝缘板在不同的具体实施方式中,可以获得不同的厚度。
实施例1
如图1所示,本实用新型的一种绝缘板,其包括依次叠置并相互粘接的一上面层1、一芯料2和一下面层3。
该芯料2由两层玻璃纤维无纺布层21以及叠夹并粘接在两者中间的一层玻璃纤维布层22构成。其中每层所述玻璃纤维无纺布层21的材质皆为一张玻璃纤维无纺布半固化片。所述玻璃纤维布层22的材质为一张玻璃纤维布半固化片。
具体如图1所示的实施例中,所述绝缘板厚度可达到0.5mm-1.6mm。
实施例2
如图2所示,本实用新型的一种绝缘板,其包括依次叠置并相互粘接的一上面层1、一芯料2和一下面层3。
该芯料2由两层玻璃纤维布层22以及叠夹并粘接在两者中间的一层玻璃纤维无纺布层21构成。其中所述玻璃纤维无纺布层21的材质为一张玻璃纤维无纺布半固化片。每层所述玻璃纤维布层22的材质皆为一张玻璃纤维布半固化片。
具体如图2所示的实施例中,获得的绝缘板厚度可达到厚度可达到1.5mm至1.6mm。
实施例3
如图3所示,本实用新型的一种绝缘板,其包括依次叠置并相互粘接的一上面层1、一芯料2和一下面层3。
该芯料2由两层玻璃纤维布层22以及叠夹并粘接在两者中间的一层玻璃纤维无纺布层21构成。其中所述玻璃纤维无纺布层21的材质为两张玻璃纤维无纺布半固化片。每层所述玻璃纤维布层22的材质皆为一张玻璃纤维布半固化片。
具体如图3所示的实施例中,获得的绝缘板厚度可达到厚度可达到1.5mm至1.6mm。
实施例4
如图4所示,本实用新型的一种绝缘板,其包括依次叠置并相互粘接的一上面层1、一芯料2和一下面层3。
该芯料2由两层玻璃纤维无纺布层21以及叠夹并粘接在两者中间的一层玻璃纤维布层22构成。其中每层所述玻璃纤维无纺布层21的材质皆为一张玻璃纤维无纺布半固化片。所述玻璃纤维布层22的材质为两张玻璃纤维布半固化片。
具体如图4所示的实施例中,获得的绝缘板厚度可达到厚度可达到1.6mm至2.0mm。
实施例5
如图5所示,本实用新型的一种绝缘板,其包括依次叠置并相互粘接的一上面层1、一芯料2和一下面层3。
该芯料2由三层玻璃纤维无纺布层21以及两层玻璃纤维布层22构成,每两层玻璃纤维无纺布层21中叠夹并粘接一层玻璃纤维布层22。其中每层所述玻璃纤维无纺布层21的材质皆为一张玻璃纤维无纺布半固化片。每层所述玻璃纤维布层22的材质皆为一张玻璃纤维布半固化片。
具体如图5所示的实施例中,获得的绝缘板厚度可达到厚度可达到2.0mm至2.5mm。
实施例6
如图6所示,本实用新型的一种绝缘板,其包括依次叠置并相互粘接的一上面层1、一芯料2和一下面层3。
该芯料2由三层玻璃纤维无纺布层21以及两层玻璃纤维布层22构成,每两层玻璃纤维无纺布层21中叠夹并粘接一层玻璃纤维布层22。其中每层所述玻璃纤维无纺布层21的材质皆为一张玻璃纤维无纺布半固化片。每层所述玻璃纤维布层22的材质皆为两张玻璃纤维布半固化片。
具体如图6所示的实施例中,获得的绝缘板厚度可达到厚度可达到2.4mm至3.0mm。
实施例7
如图7所示,本实用新型的一种绝缘板,其包括依次叠置并相互粘接的一上面层1、一芯料2和一下面层3。
该芯料2由四层玻璃纤维无纺布层21以及三层玻璃纤维布层22构成,每两层玻璃纤维无纺布层21中叠夹并粘接一层玻璃纤维布层22。其中每层所述玻璃纤维无纺布层21的材质皆为一张玻璃纤维无纺布半固化片。每层所述玻璃纤维布层22的材质皆为一张玻璃纤维布半固化片。
具体如图7所示的实施例中,获得的绝缘板厚度可达到厚度可达到3.0mm至3.5mm。
效果实施例
对本实用新型的绝缘板以《UL746E聚合材料-工业层压板、纤维缠绕管、硫化纤维及印制板用材料》及《UL1446绝缘材料系统标准——概述》标准所规定的方法做测试。
经试验测试,本实用新型的绝缘板的技术性能检测数据如表1所示:
同时,对相同厚度的本实用新型的绝缘板与现有技术的FR-4绝缘板、SMC绝缘板、GPO-3绝缘板等比较,对比三者的机械加工性能,如耐热性、机械刚性、冲压加工性、铣件加工性和加工设备损耗情况。
耐热性:将试样剪切为(50.8±0.75)mm的正方形小块,各取2块。将试样置于125±2℃的空气循环式烘箱中至少烘干6小时,然后取出放在干燥器中冷却至室温。再将试样从干燥器中取出,在10分钟内将每片试样浮于焊锡表面,焊锡温度保持在288±5.5℃,目测观察直至试样表面起泡分层,立即取出,计算漂锡时间。平行测试5组试样,取其算术平均值。
机械刚性:选取厚度为1.5mm绝缘板,剪切为25.4mm宽的长条,置于间距为200mm的支架上,试样正中加置标重为2Kg的砝码,测量其形变模量。平行测试5个试样,取其算术平均值。
冲压加工性:选用80吨冲床,在25℃温度下,使用孔间距小于2mm的多图形报废模具冲孔,检查孔边缘有无剥离、并孔和产生毛刺情况。平行测试10个试样,目测观察对比。
铣件加工性:选用自动数控铣床,在25℃温度下,选取直径为2.0mm未经使用的铣刀,厚度为1.5mm绝缘板叠放3层,以相同转速和进刀速度铣切多图形,铣切进刀3000次,检查铣件外形有无缺损以及铣刀磨损情况。
性能对比情况实验测试数据,参见表2:
表2
项目 | FR-4绝缘板 | SMC绝缘板 | GPO-3绝缘板 | 本实用新型的绝缘板 |
耐热性 | 140秒 | 10秒 | 20秒 | 130秒 |
机械刚性 | 18.25mm | 35.15mm | 32.30mm | 20.10mm |
冲压剥离 | × | O | ·· | ·· |
冲压并孔 | O | O | ·· | ·· |
铣件缺损 | O | ·· | ·· | ·· |
铣刀磨损 | 42.25% | 33.00% | 30.75% | 31.50% |
注:上表中,符号“··”表示不出现,符号“O”表示出现较少,符号“×”表示出现较多。
由表1、表2可见,本实用新型的绝缘板具有优良的综合性能。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些仅是举例说明。本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种具有层状结构的绝缘板,其特征在于:该绝缘板包括依次叠置并相互粘接的一上面层、一芯料以及一下面层;所述芯料包括至少一玻璃纤维无纺布层和至少一玻璃纤维布层,且所述芯料中所述玻璃纤维无纺布层和所述玻璃纤维布层的总层数为3层以上;每两层所述玻璃纤维无纺布层和/或所述玻璃纤维布层之间相互叠置并粘接;所述上面层以及下面层皆为一玻璃纤维布层;其中,在所述芯料中,所述玻璃纤维布层的材质包括一张以上相互叠置的玻璃纤维布半固化片,所述玻璃纤维无纺布层的材质包括一张以上相互叠置的玻璃纤维无纺布半固化片;所述上面层和下面层的材质皆为一张玻璃纤维布半固化片。
2.如权利要求1所述的具有层状结构的绝缘板,其特征在于:在所述芯料中,所述玻璃纤维无纺布层的材质仅包括一张或两张玻璃纤维无纺布半固化片。
3.如权利要求1所述的具有层状结构的绝缘板,其特征在于:在所述芯料中,所述玻璃纤维布层的材质仅包括一张或两张玻璃纤维布半固化片。
4.如权利要求1-3中任一项所述的具有层状结构的绝缘板,其特征在于:在所述芯料中,所述玻璃纤维无纺布层与所述玻璃纤维布层交替叠置。
5.如权利要求4所述的具有层状结构的绝缘板,其特征在于:在所述芯料中,所述玻璃纤维无纺布层的层数与所述玻璃纤维布层的层数相差一层。
6.如权利要求5所述的具有层状结构的绝缘板,其特征在于:所述芯料选自下述方式中的任一种:
方式一、所述芯料由依次叠置并粘接的一所述玻璃纤维布层、一所述玻璃纤维无纺布层以及一所述玻璃纤维布层组成,其中所述玻璃纤维无纺布层的材质为一张或两张玻璃纤维无纺布半固化片;所述玻璃纤维布层的材质为一张玻璃纤维布半固化片;
方式二、所述芯料由依次叠置并粘接的一所述玻璃纤维无纺布层、一所述玻璃纤维布层以及一所述玻璃纤维无纺布层组成,其中所述玻璃纤维布层的材质为一张或两张玻璃纤维布半固化片;所述玻璃纤维无纺布层的材质为一张玻璃纤维无纺布半固化片;
方式三、所述芯料由三层所述玻璃纤维无纺布层以及两层所述玻璃纤维布层组成,其中每两层所述玻璃纤维无纺布层中叠夹并粘接一所述玻璃纤维布层;所述玻璃纤维布层的材质为一张或两张玻璃纤维布半固化片;所述玻璃纤维无纺布层的材质为一张或两张玻璃纤维无纺布半固化片;
方式四、所述芯料由三层所述玻璃纤维布层以及两层所述玻璃纤维无纺布层组成,其中每两层所述玻璃纤维布层中叠夹并粘接一所述玻璃纤维无纺布层,所述玻璃纤维布层的材质为一张或两张玻璃纤维布半固化片;所述玻璃纤维无纺布层的材质为一张或两张玻璃纤维无纺布半固化片;
方式五、所述芯料由四层所述玻璃纤维无纺布层以及三层所述玻璃纤维布层组成,其中每两层所述玻璃纤维无纺布层中叠夹并粘接一所述玻璃纤维布层;所述玻璃纤维布层的材质为一张或两张玻璃纤维布半固化片;所述玻璃纤维无纺布层的材质为一张或两张玻璃纤维无纺布半固化片;
方式六、所述芯料由四层所述玻璃纤维布层以及三层所述玻璃纤维无纺布层组成,其中每两层所述玻璃纤维布层中叠夹并粘接一所述玻璃纤维无纺布层;所述玻璃纤维布层的材质为一张或两张玻璃纤维布半固化片;所述玻璃纤维无纺布层的材质为一张或两张玻璃纤维无纺布半固化片。
7.如权利要求1所述的具有层状结构的绝缘板,其特征在于:所述绝缘板的厚度为0.5mm-150mm。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20111116 |
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CX01 | Expiry of patent term |