ES2655275T3 - Material compuesto y sustrato de circuito de alta frecuencia fabricado con el material compuesto y el método de fabricación del mismo - Google Patents

Material compuesto y sustrato de circuito de alta frecuencia fabricado con el material compuesto y el método de fabricación del mismo Download PDF

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Abstract

Un material compuesto que comprende: (1) 20-70 partes en peso de mezcla termoendurecible, incluyendo la mezcla termoendurecible más de una resina de vinilo que son líquidas a temperatura ambiente con un peso molecular medio numérico inferior a 10.000 que contienen grupos funcionales polares, e incluye una resina de éter de polifenileno con un peso molecular medio numérico inferior a 5.000 que contiene dobles enlaces insaturados en el terminal de la molécula; (2) 10-60 partes en peso de tejido de fibra de vidrio; (3) 0-55 partes en peso de material de carga en polvo; (4) 1-3 partes en peso de iniciador de curado; (5) 0-35 partes en peso de retardante de llama, en donde las resinas de vinilo líquidas con un peso molecular inferior a 10.000 que contienen grupos funcionales polares comprenden 15%-75% del peso de la mezcla termoendurecible, cuyo contenido de vinilo de adición 1,2 en la estructura molecular es preferiblemente mayor que o igual a 70%; las resinas de vinilo líquidas con un peso molecular inferior a 10.000 que contienen grupos funcionales polares se seleccionan a partir de resina de polibutadieno modificada con anhídrido maleico, resina de polibutadieno modificada con amina, resina de polibutadieno modificada con grupo carboxilo terminal, resina de polibutadieno modificada con hidroxilo terminal, copolímero de polibutadieno-estireno modificado con anhídrido maleico, y copolímero de polibutadieno-estireno modificado con acrilato.

Description

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DESCRIPCION
Material compuesto y sustrato de circuito de alta frecuencia fabricado con el material compuesto y el método de fabricación del mismo
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un material compuesto, un sustrato de circuito de alta frecuencia fabricado a partir del mismo y un método de fabricación del mismo, particularmente se refiere a un material compuesto dieléctrico termoendurecible, un sustrato de circuito de alta frecuencia fabricado a partir del mismo y un método de fabricación del mismo.
Antecedentes de la invención
En los últimos años, puesto que los ordenadores y los equipos de comunicación de información se desarrollan hacia un alto rendimiento, alta funcionalidad e interconexión de redes, para transmitir y procesar información de gran capacidad a alta velocidad, las señales operacionales tienden a ser de alta frecuencia. Por lo tanto, se requiere mejorar el material del material de sustrato de circuito.
Entre los materiales convencionales utilizados para un sustrato de circuito impreso, las resinas epoxi con excelentes características de adhesión son ampliamente utilizadas. Sin embargo, un sustrato de circuito de resina epoxi tiene generalmente una constante dieléctrica y una tangente de pérdida dieléctrica relativamente altas (la constante dieléctrica es superior a 4, y la tangente de pérdida dieléctrica es de aproximadamente 0,02), y características de alta frecuencia inadecuadas, que no logran cumplir el requisito de señales de alta frecuencia. Por lo tanto, se requiere desarrollar resinas con excelentes propiedades dieléctricas, es decir, resinas que tengan una constante dieléctrica y una tangente de pérdida dieléctrica bajas. Durante mucho tiempo, los técnicos en el campo han estudiado el polibutadieno termoendurecible o la resina de copolímero de polibutadieno y estireno, que tienen excelentes propiedades dieléctricas. Los resultados de estos estudios se citan como los siguientes.
La solicitud de patente de EE.UU. publicada n° 2002/028337 se refiere a una composición de resina de poli(éter de fenileno) protegido que comprende (1) un compuesto de poli(éter de fenileno) (PPE) en el que al menos una parte, preferiblemente sustancialmente todos los grupos hidroxilo han reaccionado con un compuesto que contiene insaturación etilénica (dobles enlaces carbono-carbono) que es además reactivo con monómeros insaturados (PPE terminalmente protegido de forma reactiva) y (2) una composición de monómero insaturado curable. Dicha composición polimerizable con propiedades térmicas y dieléctricas es adecuada para aplicaciones tales como moldeo, laminado, encapsulado, revestimiento o encapsulado en molde.
La solicitud de patente PCT (WO97/38564) describe un sustrato de circuito producido a partir de terpolímero de polibutadieno-estireno-divinilbenceno no polar con silicato de aluminio y magnesio como material de carga y tejido de fibra de vidrio como material de refuerzo, que tiene excelentes propiedades dieléctricas pero baja resistencia al calor. La temperatura de transición vítrea del sustrato de circuito es sólo de aproximadamente 100°C, y el coeficiente de expansión térmica es muy grande, por lo que es difícil cumplir los requisitos de alta temperatura (más de 240°C) en el procedimiento exento de plomo de la fabricación de placas de circuito impreso (PCB, del inglés printed circuit board).
Una patente de EE.UU. (n° 5.571.609) describe un sustrato de circuito producido a partir de resina de 1,2- polibutadieno o poliisopreno con un peso molecular inferior a 5.000, copolímero de polibutadieno-estireno de alto peso molecular, gran cantidad de sílice como un material de carga, y tejido de fibra de vidrio como un material de refuerzo, que tiene excelentes propiedades dieléctricas. Sin embargo, en la patente, se adopta un componente con alto peso molecular para mejorar la propiedad adhesiva de los productos preimpregnados, por lo que la propiedad de procesamiento del procedimiento de fabricación de productos preimpregnados se vuelve mala. Además, la proporción de anillo de benceno de estructura rígida en la molécula de resina de todo el sistema de resina es muy pequeña, y los segmentos reticulados están compuestos principalmente de metileno con muy baja rigidez. Por lo tanto, la lámina producida tiene una rigidez insuficiente y una resistencia a la flexión muy baja.
Una patente de EE.UU. (n° 6.569.943) describe un sustrato de circuito realizado a partir de resina líquida de polibutadieno modificador de amina con vinilo en el terminal de molécula, gran cantidad de monómeros (dibromuro de estireno) de bajo peso molecular como agente de curado y diluyente, y tejido de fibra de vidrio impregnado, que tiene excelentes propiedades dieléctricas. Sin embargo, puesto que el sistema de resina es líquido a temperatura normal, no puede convertirse en preimpregnados no pegajosos. Por lo tanto, en el moldeo por compresión de láminas, es difícil adoptar una tecnología de apilamiento habitual de preimpregnados, lo que da como resultado una operación de procedimiento difícil.
La patente china n° CN1280337C usó resina de éter de polifenileno con enlaces dobles insaturados en el terminal de molécula, y adoptó un monómero de vinilo (tal como dibromuro de estireno) de bajo peso molecular como un agente de curado. Sin embargo, dado que estos monómeros de bajo peso molecular tienen un punto de ebullición bajo, los cuales se volatilizarán durante el procedimiento de secado de la impregnación del tejido de fibra de vidrio para producir un preimpregnado, no puede garantizarse que la cantidad de uso del agente de curado sea suficiente.
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Además, aunque la patente describió que las resinas de polibutadieno pueden usarse para mejorar la viscosidad del sistema, no se describió claramente que se adoptaron resinas de polibutadieno con grupos de polaridad y que se adoptaron resinas de polibutadieno con grupos de polaridad para mejorar la resistencia al pelado.
Las patentes o las solicitudes de patentes anteriormente mencionadas todavía tienen un problema evidente, es decir, la resistencia al pelado de la lámina chapada de cobre obtenida es baja (inferior a 0,8 N/mm), lo que hace que la lámina chapada de cobre obtenida presente el riesgo de que el circuito se despegue mientras se procesan los circuitos de PCB o se usan los equipos.
Compendio de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar un material compuesto, que puede proporcionar un sustrato de circuito de alta frecuencia con propiedades dieléctricas de alta frecuencia adecuadas, resistencia a altas temperaturas, alta resistencia al pelado del sustrato de circuito, y buenas propiedades de procesamiento.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un sustrato de circuito de alta frecuencia fabricado a partir del material compuesto anteriormente mencionado, que tiene propiedades dieléctricas de alta frecuencia, alta resistencia a la temperatura y alta resistencia al pelado del sustrato de circuito (la resistencia al pelado puede ser superior a 1,0 N/mm).
Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un método de fabricación del sustrato de circuito de alta frecuencia fabricado a partir del material compuesto anteriormente mencionado, mejorando el sistema de resina del material compuesto e impregnando tejido de fibra de vidrio para fabricar materiales preimpregnados no pegajosos, que pueden adoptar la tecnología de apilamiento automático habitual en el moldeado por compresión de las láminas, por lo que la operación del procedimiento es más conveniente.
Para lograr los objetos anteriormente mencionados, la presente invención proporciona un material compuesto, que comprende (calculando según las partes en peso del peso total del material compuesto):
(1) 20-70 partes en peso de mezcla termoendurecible, incluyendo la mezcla termoendurecible más de una resina de vinilo que son líquidas a temperatura ambiente con un peso molecular inferior a 10.000 que contienen grupos funcionales polares, y una resina de éter de polifenileno con un peso molecular inferior a 5.000 que contiene dobles enlaces insaturados en el terminal de la molécula;
(2) 10-60 partes en peso de tejido de fibra de vidrio;
(3) 0-55 partes en peso de material de carga en polvo;
(4) 1-3 partes en peso de iniciador de curado;
(5) 0-35 partes en peso de retardante de llama.
Las resinas de vinilo líquidas con un peso molecular inferior a 10.000 que contienen grupos funcionales polares comprenden 15%-75% del peso de la mezcla termoendurecible, cuyo contenido de vinilo de adición 1,2 en la estructura molecular es preferiblemente mayor que o igual a 70%. Las resinas de vinilo líquidas con un peso molecular inferior a 10.000 que contienen grupos funcionales polares se seleccionan a partir de resina de polibutadieno modificada con anhídrido maleico, resina de polibutadieno modificada con amina, resina de polibutadieno modificada con grupo carboxilo terminal, resina de polibutadieno modificada con hidroxilo terminal, copolímero de polibutadieno-estireno modificado con anhídrido maleico, y copolímero de polibutadieno-estireno modificado con acrilato.
Preferiblemente, la resina de éter de polifenileno con un peso molecular inferior a 5.000 que contiene dobles enlaces insaturados en el terminal de molécula comprende 25%-85% del peso de la mezcla termoendurecible. La resina de éter de polifenileno con un peso molecular inferior a 5.000 que contiene dobles enlaces insaturados en el terminal de molécula usa las resinas de vinilo líquidas con un peso molecular inferior a 10.000 que contiene grupos funcionales polares para la reacción de curado o reticulación.
El material de carga en polvo es preferiblemente uno o más seleccionados entre sílice cristalina, sílice amorfa, sílice esférica, dióxido de titanio, titanato de estroncio, titanato de bario, nitruro de boro, nitruro de aluminio, carburo de silicio, alúmina, fibra de vidrio, politetrafluoroetileno, sulfuro de polifenileno y poli(étersulfonas).
El material compuesto también comprende preferiblemente un retardante de llama que contiene bromo o que contiene fósforo. El retardante de llama que contiene bromo es decabromodifenil éter, decabromodifeniletano o etilenbis(tetrabromoftalimida). El retardante de llama que contiene fósforo es tris(2,6-dimetilfenil) fosfina, 10-(2,5- dihidroxifenil)-9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfafenantren-10-óxido, 2,6-(2,6-dimetilfenil) fenilfosfina, o 10-fenil-9,10-dihidro- 9-oxa-10-fosfafenantren-10-óxido.
El iniciador de curado es preferiblemente peróxido de dicumilo, peroxibenzoato de terc-butilo, o 2,5-bis(2- etilhexanoilperoxi)-2,5-dimetilhexano.
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El material compuesto comprende además preferiblemente un agente de reticulación auxiliar que se selecciona de isocianurato de trialilo, cianurato de trialilo, divinilbenceno y acrilato multifuncional.
Además, la presente invención proporciona un sustrato de circuito de alta frecuencia fabricado a partir del material compuesto, que comprende: una pluralidad de preimpregnados mutuamente solapados, y láminas de cobre cubiertas respectivamente en ambos lados de los preimpregnados solapados; en el que cada preimpregnado se realiza a partir del material compuesto anteriormente mencionado.
Además, la presente invención también proporciona un método de fabricación del substrato de circuito de alta frecuencia anteriormente mencionado, que incluye las siguientes etapas:
Etapa 1. Pesar los componentes del material compuesto, que comprende: (1) 20-70 partes en peso de mezcla termoendurecible, que incluye más de una resina de vinilo que son líquidas a temperatura ambiente con un peso molecular inferior a 10.000 que contiene grupos funcionales polares, y una resina de éter de polifenileno con un peso molecular inferior a 5.000 que contiene dobles enlaces insaturados en el terminal de la molécula; (2) 10-60 partes en peso de tejido de fibra de vidrio; (3) 0-55 partes en peso de material de carga en polvo; (4) 1-3 partes en peso de iniciador de curado; (5) 0-35 partes en peso de retardante de llama;
Etapa 2. Mezclar la mezcla termoendurecible, material de carga en polvo, retardante de llama e iniciador de curado previamente pesados, diluir el sistema de resina a una viscosidad apropiada con un disolvente, agitar y mezclar uniformemente para hacer que el material de carga se disperse de forma homogénea en el sistema de resina obteniendo de ese modo una disolución adhesiva, impregnar el tejido de fibra de vidrio con dicha disolución adhesiva y controlar que el tejido de fibra de vidrio tenga un espesor apropiado, y luego eliminar el disolvente para formar productos preimpregnados;
Etapa 3. Superponer una pluralidad de dichos preimpregnados cubriendo respectivamente una lámina de cobre en las superficies superior e inferior de los preimpregnados solapados, colocar el conjunto de preimpregnados y lámina de cobre en una máquina prensadora para curar con una temperatura de curado de 150-300°C y una presión de curado de 25-70 kg/cm2, formando de ese modo dicho sustrato de circuito de alta frecuencia.
Los efectos beneficiosos de la presente invención se describen a continuación. En primer lugar, se utilizan resinas vinílicas líquidas que contienen grupos funcionales polares que tienen excelentes propiedades dieléctricas, con el fin de proporcionar las propiedades dieléctricas de alta frecuencia necesarias y la resistencia a altas temperaturas a un sustrato de circuito mediante la reacción de reticulación de una gran cantidad de dobles enlaces insaturados en las resinas, y se mejora la resistencia al pelado.
En segundo lugar, la resina de éter de polifenileno que contiene dobles enlaces insaturados en el terminal de la molécula se usa para mejorar la resistencia al calor y la rigidez del sustrato del circuito, y para aumentar la resistencia al pelado.
En tercer lugar, la resina de éter de polifenileno sólida que contiene dobles enlaces insaturados en el terminal de la molécula se usa junto con las resinas de vinilo líquidas que contienen grupos funcionales polares para mejorar el problema de pegajosidad de los preimpregnados causado por usar únicamente resinas líquidas.
En resumen, el material compuesto de la presente invención permite realizar preimpregnados fácilmente, y una alta fuerza de unión a la lámina de cobre. El sustrato de circuito de alta frecuencia fabricado a partir del material compuesto tiene una baja constante dieléctrica, baja tangente de pérdida dieléctrica y buena resistencia al calor, y es conveniente para la operación de procedimiento. Por lo tanto, el material compuesto de la presente invención es adecuado para fabricar sustratos de circuito de equipos electrónicos de alta frecuencia.
Descripción de las realizaciones preferidas
La presente invención se comprende mejor a partir de la siguiente descripción detallada con referencia a las realizaciones anexas.
A. Componentes del material compuesto
1. Sistema de resina de mezcla termoendurecible
Un primer componente del material compuesto de la presente invención es una mezcla termoendurecible, que es de 20-70 partes en peso y preferiblemente de 20-50 partes en peso (según las partes en peso del peso total del material compuesto), y comprende: (1) más de una resina de vinilo líquida con un peso molecular inferior a 10.000 que contiene grupos funcionales polares; y (2) una resina de éter de polifenileno con un peso molecular inferior a 5.000 que contiene dobles enlaces insaturados en el terminal de la molécula.
El componente (1) lo forman resinas de vinilo líquidas que contienen grupos funcionales polares, cuyo peso molecular es inferior a 10.000, y preferiblemente inferior a 7.000. El componente (1) es líquido a temperatura ambiente, y la viscosidad de las resinas líquidas es muy baja, por lo tanto, es beneficioso para el procedimiento de impregnación posterior. Las resinas de vinilo líquidas con un peso molecular inferior a 10.000 que contienen grupos
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funcionales polares comprenden 15%-75% del peso de la mezcla termoendurecible, cuyo contenido de vinilo de adición 1,2 en la estructura molecular es más del 10%, preferiblemente es más del 50%, y más preferiblemente es más de o igual al 70%. Las resinas de vinilo líquidas que contienen grupos funcionales polares pueden proporcionar una gran cantidad de vinilo insaturado para la reacción de curado o reticulación, pueden aumentar la densidad de reticulación en el procedimiento de curado, y pueden proporcionar al sustrato de circuito una resistencia adecuada a altas temperaturas. Además, las resinas de vinilo líquidas con un peso molecular inferior a 10.000 que contienen grupos funcionales polares contienen grupos de polaridad, tales como grupos amino, grupos hidroxi, grupos carboxilo, grupos modificados con anhídrido maleico y grupos modificados con acrilato, para mejorar la fuerza adhesiva. Estas resinas pueden ser utilizadas por uno mismo o pueden usarse después de ser mezcladas, lo que puede mejorar eficazmente la resistencia al pelado de la lámina. La resina preferible es tal como TE2000 (Japan Caoda), Ricon 131MA20 (Sartomer) y Poly bd 45CT (Sartomer).
El componente (1) es todo líquido a temperatura ambiente. Si los preimpregnados están realizados únicamente a partir del mismo, se producirá el problema de pegajosidad, que no es beneficioso para la operación del procedimiento de laminación posterior. De modo que el componente sólido (2) se introduce para mejorar la propiedad de pegajosidad de los preimpregnados.
El componente (2) es una resina sólida de éter de polifenileno (PPO) que contiene dobles enlaces insaturados en el terminal de la molécula. Mediante la adición de resina sólida de PPO, por un lado, la resina sólida de PPO se usa junto con las resinas líquidas que contienen grupos reactivos de vinilo para mejorar el problema de pegajosidad de los productos preimpregnados causado al usar solamente resinas líquidas. Por otro lado, la resina de PPO contiene un anillo de benceno más rígido en su estructura molecular, por lo que, en comparación con la resina de butadieno en la patente convencional, la resistencia rígida y mecánica de la lámina fabricada es mejor. Además, la fuerza adhesiva de la resina de PPO es muy alta, por lo que se puede mejorar la resistencia al pelado de la lámina. La resina sólida de éter de polifenileno que contiene dobles enlaces insaturados en el terminal de molécula comprende 25%-85% del peso de la mezcla termoendurecible. Cuando la cantidad usada de la resina sólida de éter de polifenileno es inferior al 25%, no se puede obtener el objetivo de mejorar el problema de pegajosidad y la resistencia al pelado. Cuando la cantidad usada es más del 85%, la propiedad de procesamiento se volverá mala, y el efecto de impregnar el tejido de fibra de vidrio es malo. La resina de éter de polifenileno con un peso molecular inferior a 5.000 que contiene dobles enlaces insaturados en el terminal de la molécula puede ser MX9000 (SABIC). La fórmula estructural se muestra como la siguiente: 2 3
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2. Material de carga en polvo
En el material compuesto de la presente invención, el material de carga en polvo se emplea para aumentar el contenido sólido del líquido adhesivo, mejorar las propiedades de pegajosidad del preimpregnado, mejorar la estabilidad dimensional y reducir el coeficiente de expansión térmica (CTE). La cantidad usada de material de carga en polvo en la presente invención es de 0-55 partes en peso (según las partes en peso del peso total del material compuesto). El material de carga en polvo es tal como sílice cristalina, sílice amorfa, sílice esférica, dióxido de titanio, titanato de estroncio, titanato de bario, nitruro de boro, nitruro de aluminio, carburo de silicio, alúmina, fibra de vidrio, politetrafluoroetileno, sulfuro de polifenileno, y poli(éter sulfonas). Los materiales de carga anteriormente mencionados se pueden usar solos o se pueden usar después de mezclarlos. El material de carga preferido es sílice. El valor de la mediana del tamaño de partícula del material de carga es de 1-15 pm, y preferiblemente es de 110 pm; el material de carga con el valor de mediana de tamaño de partícula de 1-15 pm tiene buena dispersión en una resina líquida. Un material de carga de sílice adoptable puede ser tal como CE44I (CE mineral company), FB-35 (Denka company), o 525 (Sibelco company).
3. Tejido de fibra de vidrio
En el material compuesto de la presente invención, se emplea un tejido de fibra de vidrio para mejorar la estabilidad de tamaño del sustrato, y para reducir la contracción de la resina estratificada en el procedimiento de curado. La cantidad usada de tejido de fibra de vidrio es de 10-60 partes en peso, y preferiblemente es de 30-57 partes en peso (según las partes en peso del peso total del material compuesto). Dependiendo de los diferentes requisitos del sustrato, se pueden usar diferentes tejidos de fibra de vidrio. Las especificaciones de los diferentes tejidos de fibra de vidrio se enumeran en la siguiente Tabla 1.
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Tabla 1
Tipo
Espesor (mm) Fabricante
7628
0,18 Shanghai honghe
2116
0,094 Shanghai honghe
1080
0,056 Shanghai honghe
106
0,04 Shanghai honghe
4. Retardante de llama
En la presente invención, se puede añadir un retardante de llama para mejorar las propiedades ignífugas de la lámina. La cantidad usada del retardante de llama en la presente invención es de 0 a 35 partes en peso (según las partes en peso del peso total del material compuesto). Se puede usar retardante de llama que contiene brominato o retardante de llama que contiene fósforo. El retardante de llama preferible no es para reducir las propiedades dieléctricas. El retardante de llama que contiene brominato preferible es tal como decabromodifenil éter, decabromodifeniletano o etilenbis (tetrabromoftalimida). El retardante de llama que contiene fósforo preferido es tal como tris(2,6-dimetilfenil) fosfina, 10-(2,5-dihidroxifenil)-9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfafenantren-10-óxido, 2,6-(2,6- dimetilfenil) fenilfosfina, o 10-fenil-9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfafenantren-10-óxido.
5. Iniciador de curado
En el material compuesto de la presente invención, el iniciador de curado se emplea para acelerar la reacción. Cuando el material compuesto de la presente invención se calienta, el iniciador de curado se descompone para generar radicales libres que permiten que la cadena molecular del polímero se reticule. El iniciador de curado está en una cantidad de 1%-10% de la cantidad de uso de la mezcla termoendurecible, y es aproximadamente de 1 a 3 partes en peso (según las partes en peso del peso total del material compuesto). El iniciador de curado se selecciona de los materiales que producen radicales libres. El iniciador de curado preferido es tal como peróxido de dicumilo, peroxibenzoato de terc-butilo o 2,5-bis(2-etilhexanoilperoxi)-2,5-dimetilhexano.
6. Agente de reticulación auxiliar
En el material compuesto de la presente invención, se puede añadir una cierta cantidad de agente de reticulación auxiliar para mejorar la densidad de reticulación. El agente de reticulación auxiliar se puede seleccionar de isocianurato de trialilo, cianurato de trialilo, divinilbenceno, acrilato multifuncional, etc.
B. Sustrato de circuito de alta frecuencia fabricado a partir del material compuesto
Un método de fabricación de un sustrato de circuito de alta frecuencia fabricado a partir del material compuesto anteriormente mencionado incluye las siguientes etapas:
Etapa 1. Pesar los componentes del material compuesto, que comprende: (1) 20-70 partes en peso de mezcla termoendurecible (según las partes en peso del peso total del material compuesto), componente (1) que incluye más de una resina de vinilo líquida con un peso molecular inferior a 10.000 que contiene grupos funcionales polares, y una resina de éter de polifenileno con un peso molecular inferior a 5.000 que contiene dobles enlaces insaturados en el terminal de la molécula; (2) 10-60 partes en peso de tejido de fibra de vidrio; (3) 0-55 partes en peso de material de carga en polvo; (4) 1-3 partes en peso de iniciador de curado; (5) 0-35 partes en peso de retardante de llama.
Etapa 2. Mezclar la mezcla termoendurecible, material de carga en polvo, retardante de llama e iniciador de curado previamente pesados, diluir el sistema de resina a una viscosidad apropiada con un disolvente, agitar y mezclar uniformemente para hacer que el material de carga se disperse de forma homogénea en el sistema de resina obteniendo de ese modo una disolución adhesiva, impregnar el tejido de fibra de vidrio con dicha disolución adhesiva y controlar que el tejido de fibra de vidrio tenga un espesor apropiado, y luego eliminar el disolvente para formar productos preimpregnados;
Etapa 3. Superponer una pluralidad de dichos preimpregnados cubriendo respectivamente una lámina de cobre en las superficies superior e inferior de los preimpregnados solapados, colocar el conjunto de preimpregnados y lámina de cobre en una máquina prensadora para curar con una temperatura de curado de 150-300°C y una presión de curado de 25-70 kg/cm2, formando de ese modo dicho sustrato de circuito de alta frecuencia.
El sustrato de circuito de alta frecuencia producido comprende: una pluralidad de preimpregnados mutuamente solapados y láminas de cobre cubiertas respectivamente en ambos lados de los preimpregnados solapados. Cada preimpregnado está realizado a partir del material compuesto.
5
10
15
20
25
30
Las propiedades dieléctricas del sustrato de circuito de alta frecuencia realizado anteriormente mencionado, es decir, constante dieléctrica, tangente de pérdida dieléctrica, propiedad de alta frecuencia y resistencia al calor, se comprenderán mejor a partir de la siguiente descripción detallada con referencia a las realizaciones adjuntas.
Los componentes del material compuesto seleccionado en las realizaciones de la presente invención se muestran en la siguiente Tabla 2.
Tabla 2
Fabricante
Nombre o marca comercial El contenido del material
Sartomer
Ricon 131MA20 resina de polibutadieno modificado con anhídrido maleico
Sartomer
Ricon 100 resina de copolímero de polibutadieno-estireno
SABIC
MX9000 PPO terminado en acrilato, siendo el Mn de aproximadamente 1.600
Sibelco
525 sílice amorfa fundida
Albemarle
SAYTEX8010 Decabromodifeniletano
Shanghai gaoqiao
DCP peróxido de dicumilo
Shanghai honghe
Tejido de fibra de vidrio 1080 espesor 0,05 mm, peso 48 g/m2
Realización 1
Mezclar conjuntamente 55,6 partes en peso de resina de polibutadieno modificado con anhídrido maleico (Rican 131MA20), 44,4 partes en peso de PPO terminado en acrilato, 85 partes en peso de sílice (525), 32 partes en peso del retardante de llama decabromodifeniletano (SAYTEX8010), y 6,5 partes en peso del iniciador de curado peróxido de dicumilo (DCP), diluir a una viscosidad apropiada con disolvente xileno, y luego agitar y mezclar uniformemente para hacer que la carga se disperse de forma homogénea en el sistema de resina, obteniendo de ese modo una disolución adhesiva. Impregnar el tejido de fibra de vidrio 1080 con dicha disolución adhesiva, después secar el tejido de fibra de vidrio para eliminar el disolvente obteniendo de ese modo productos preimpregnados. Puesto que el preimpregnado no es pegajoso, la operación de procedimiento es simple. Superponer ocho preimpregnados realizados, y cubrir dos láminas de cobre de 1 onza (35 pm) de espesor en ambas superficies superior e inferior de los preimpregnados superpuestos, y luego colocar el conjunto de dos láminas de cobre y ocho preimpregnados en una máquina de prensar para curar durante 2 horas con una presión de curado de 50 kg/cm2 y una temperatura de curado de 190°C. Los datos físicos son los que se muestran en la Tabla 3.
Realización 2
El procedimiento de la realización 2 es similar a la realización 1, pero la relación modificada del material compuesto y los datos físicos de la misma son como se muestra en la Tabla 3.
Realización 3
El procedimiento de la realización 3 es similar a la realización 1, pero la relación modificada del material compuesto y los datos físicos de la misma son como se muestra en la Tabla 3.
Ejemplo comparativo
El procedimiento del ejemplo comparativo es similar a la realización 1. La resina de polibutadieno modificado con anhídrido maleico (Rican 131MA20), y el PPO con terminación de acrilato (MX9000) son reemplazados por una resina de copolímero de polibutadieno-estireno (Rican 100), y se mantiene la temperatura del molde a 300°C durante 30 minutos. La relación del material se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3. La relación del material compuesto y sus datos físicos de las realizaciones y el ejemplo comparativo
Materiales y Propiedades
Realización 1 Realización 2 Realización 3 Ejemplo comparativo
Ricon 131MA20
55,6 62 38 0
Ricon 100
0 0 0 100
MX9000
44,4 38 52 0
Materiales y Propiedades
Realización 1 Realización 2 Realización 3 Ejemplo comparativo
525
85 240 45 85
DCP
6,5 7,5 5,6 5,8
SAYTEX8010
32 35 0 28
Tejido de fibra de vidrio 1080
80,7 125 78 92
Resistencia al pelado (N/mm)
1,25 1,31 1,20 0,52
Constante dieléctrica (10 GHZ)
3,25 3,43 3,34 3,15
Tangente de pérdida dieléctrica (10 GHZ)
0,0053 0,0063 0,005 0,0026
Resistencia la lixiviación de soldadura 288°C, (s)
>120 >120 >120 >120
Propiedad de pegajosidad de preimpregnados
no pegajoso no pegajoso no pegajoso pegajoso
Resistencia a la flexión, MPa
320 258 380 260
T288 (min.)
>15 >15 >15 2
Análisis físico
A partir de los datos físicos del diagrama 3, los sustratos del circuito fabricados en las realizaciones 1, 2 y 3 tienen constantes dieléctricas bajas, tangentes de pérdidas dieléctricas bajas y excelentes propiedades de alta frecuencia. En comparación con el ejemplo comparativo, el PPO terminado en acrilato se introduce en las realizaciones 1, 2 y 3, 5 que mejora de manera eficaz la propiedad de pegajosidad de los productos preimpregnados y la resistencia a la flexión. Los materiales preimpregnados de las realizaciones 1, 2 y 3 tienen muy buena resistencia al calor, que pueden soportar una temperatura constante de 288°C durante 15 minutos. Además, la constante dieléctrica y la tangente de pérdida dieléctrica son pequeñas, y la resistencia al pelado también mejora.
Como se mencionó anteriormente, en comparación con un sustrato de lámina de cobre normal, el sustrato de 10 circuito de la presente invención tiene propiedades dieléctricas más excelentes, a saber, constante dieléctrica comparativamente baja, tangente de pérdida dieléctrica baja, y excelentes propiedades de alta frecuencia.
Aunque la presente invención se ha descrito con detalle en las realizaciones preferidas anteriormente mencionadas, no suponen limitación alguna del alcance de la invención. Por lo tanto, todas las modificaciones y cambios de acuerdo con la característica de la presente invención, están implicados en el alcance protegido de la invención.
15

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. Un material compuesto que comprende:
    (1) 20-70 partes en peso de mezcla termoendurecible, incluyendo la mezcla termoendurecible más de una resina de vinilo que son líquidas a temperatura ambiente con un peso molecular medio numérico inferior a 10.000 que contienen grupos funcionales polares, e incluye una resina de éter de polifenileno con un peso molecular medio numérico inferior a 5.000 que contiene dobles enlaces insaturados en el terminal de la molécula;
    (2) 10-60 partes en peso de tejido de fibra de vidrio;
    (3) 0-55 partes en peso de material de carga en polvo;
    (4) 1-3 partes en peso de iniciador de curado;
    (5) 0-35 partes en peso de retardante de llama, en donde las resinas de vinilo líquidas con un peso molecular inferior a 10.000 que contienen grupos funcionales polares comprenden 15%-75% del peso de la mezcla termoendurecible, cuyo contenido de vinilo de adición 1,2 en la estructura molecular es preferiblemente mayor que o igual a 70%; las resinas de vinilo líquidas con un peso molecular inferior a 10.000 que contienen grupos funcionales polares se seleccionan a partir de resina de polibutadieno modificada con anhídrido maleico, resina de polibutadieno modificada con amina, resina de polibutadieno modificada con grupo carboxilo terminal, resina de polibutadieno modificada con hidroxilo terminal, copolímero de polibutadieno-estireno modificado con anhídrido maleico, y copolímero de polibutadieno-estireno modificado con acrilato.
  2. 2. El material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la resina de éter de polifenileno con un peso molecular inferior a 5.000 que contiene dobles enlaces insaturados en la molécula terminal comprende 25%-85% del peso de la mezcla termoendurecible.
  3. 3. El material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la resina de éter de polifenileno con un peso molecular inferior a 5.000 que contiene enlaces dobles insaturados en el terminal de molécula usa las resinas de vinilo líquidas con un peso molecular inferior a 10.000 que contiene grupos funcionales polares para la reacción de curado o reticulación.
  4. 4. El material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el material de carga en polvo es uno o más seleccionados de sílice cristalina, sílice amorfa, sílice esférica, dióxido de titanio, titanato de estroncio, titanato de bario, nitruro de boro, nitruro de aluminio, carburo de silicio, alúmina, fibra de vidrio, politetrafluoroetileno, sulfuro de polifenileno y poli(éter sulfonas).
  5. 5. El material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el retardante de llama es un retardante de llama que contiene bromo o contiene fósforo; el retardante de llama que contiene bromo es decabromodifenil éter, decabromodifeniletano o etilenbis(tetrabromoftalimida); el retardante de llama que contiene fósforo es tris(2,6- dimetilfenil) fosfina, 10-(2,5-dihidroxifenil)-9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfafenantren-10-óxido, 2,6-(2,6-dimetilfenil) fenilfosfina, o 10-fenil-9,10-dihidro-9-oxa-10-fosfafenantren-10-óxido.
  6. 6. El material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el iniciador de curado es preferiblemente peróxido de dicumilo, peroxibenzoato de terc-butilo, o 2,5-bis(2-etilhexanoilperoxi)-2,5-dimetilhexano.
  7. 7. El material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un agente de reticulación auxiliar que se selecciona de isocianurato de trialilo, cianurato de trialilo, divinilbenceno y acrilato multifuncional.
  8. 8. Un sustrato de circuito de alta frecuencia realizado a partir del material compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende: una pluralidad de preimpregnados mutuamente solapados, y láminas de cobre cubiertas respectivamente en ambos lados de los preimpregnados solapados; en donde cada preimpregnado se realiza a partir del material compuesto.
  9. 9. Un método de fabricación del sustrato de circuito de alta frecuencia de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende las siguientes etapas:
    Etapa 1. Pesar los componentes del material compuesto, incluyendo los componentes: (1) 20-70 partes en peso de mezcla termoendurecible, que incluye más de una resina de vinilo que son líquidas a temperatura ambiente con un peso molecular inferior a 10.000 que contiene grupos funcionales polares, y una resina de éter de polifenileno con un peso molecular inferior a 5.000 que contiene enlaces dobles insaturados en el terminal de la molécula; (2) 10-60 partes en peso de tejido de fibra de vidrio; (3) 0-55 partes en peso de material de carga en polvo; (4) 1-3 partes en peso de iniciador de curado; (5) 0-35 partes en peso de retardante de llama;
    Etapa 2. Mezclar la mezcla termoendurecible, material de carga en polvo, retardante de llama e iniciador de curado previamente pesados, diluir el sistema de resina a una viscosidad apropiada con un disolvente, agitar y mezclar
    uniformemente para hacer que el material de carga se disperse de forma homogénea en el sistema de resina obteniendo de ese modo una disolución adhesiva, impregnar el tejido de fibra de vidrio con dicha disolución adhesiva y controlar que el tejido de fibra de vidrio tenga un espesor apropiado, y luego eliminar el disolvente para formar productos preimpregnados;
    5 Etapa 3. Superponer una pluralidad de dichos preimpregnados cubriendo respectivamente una lámina de cobre en las superficies superior e inferior de los preimpregnados solapados, colocar el conjunto de preimpregnados y lámina de cobre en una máquina prensadora para curar con una temperatura de curado de 150-300°C y una presión de curado de 25-70 kg/cm2, formando de ese modo dicho sustrato de circuito de alta frecuencia.
  10. 10. Un método de fabricación de sustrato de circuito de alta frecuencia de acuerdo con la reivindicación 9, en donde 10 las resinas de vinilo líquidas con un peso molecular inferior a 10.000 que contienen grupos funcionales polares comprenden 15%-75% del peso de la mezcla termoendurecible, cuyo contenido de vinilo de adición 1,2 en la estructura molecular es preferiblemente mayor que o igual a 70%; las resinas de vinilo líquidas con un peso molecular inferior a 10.000 que contienen grupos funcionales polares se seleccionan a partir de resina de polibutadieno modificada con anhídrido maleico, resina de polibutadieno modificada con amina, resina de 15 polibutadieno modificada con grupo carboxilo terminal, resina de polibutadieno modificada con hidroxilo terminal, copolímero de polibutadieno-estireno modificado con anhídrido maleico, y copolímero de polibutadieno-estireno modificado con acrilato.
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