CN102093664A - 一种用于覆铜箔基板的热固性胶液及其制造方法以及无卤阻燃覆铜箔基板的成形工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于无铅制程覆铜箔基板的热固性胶液，组份及其重量比含量：环氧树脂30-60％、固化剂15-30％、固化促进剂0.01-1％、溶剂20-50％、填料10-50％。本发明还公开了用于覆铜箔基板的热固性胶液的制造方法，同时还公开了热固性胶液在覆铜箔基板上的应用及高耐热覆铜箔基板的制造方法。本发明的热固性胶液制作的半固化片吸水率低，成型后覆铜箔基板强度高，耐热性有很大提升。

Description

一种用于覆铜箔基板的热固性胶液及其制造方法以及无卤阻燃覆铜箔基板的成形工艺

技术领域

本发明涉及一种热固性胶液，具体的涉及到一种适用于无铅制程高耐热覆铜箔基板使用的高性能胶液。

背景技术

欧盟于2002年10月通过RoHS指令，并于2003年2月13日正式公告，其内容明确的宣示将于2006年7月1日开始施行，电子产品全面禁用铅(Lead)、镉(Cadmium)、汞(Mercury)、六价铬(Hexavalent Chromium)、溴化物耐燃剂(Polybrominated Biphenyls、Polybrominated Diphenyl Ethers)等6种物质；随着法规的正式公布后，各项电子产品的无铅转换时程亦转为确定，而此一指针性规定，已演变成全球性环保要求，也成为信息电子产业基本技术门槛。

随着电子行业无铅化的推行，电子元件焊接温度大为提高，对覆铜箔基板的耐热性、机械性能做出了更高的要求，能够具备此类高性能的覆铜箔基板则被业界统称为“无铅”化覆铜箔基板。对于覆铜箔基板业界来说，开发出耐热性更好，其它性能也更优异的“无铅”化覆铜箔基板来适应目前行业的“无铅”化要求是势在必行的。

双氰胺(DICY)是一种潜伏性固化剂，具有优秀的综合使用效果。在之前的FR-4覆铜箔基板生产中，一直被广泛采用。但美中不足的是此固化剂制作的覆铜箔基板耐热性能欠佳。随着无铅焊接时代的到来，需要满足高焊接温度的要求，原来的固化体系已力不从心。为了提高覆铜箔基板的耐热性能，业界一般会采用其它的固化剂来取代传统的双氰胺，例如中国专利CN200510101352.7所揭示，采用线性酚醛树脂来取代双氰胺作为环氧树脂的固化剂。然而，使用线性酚醛树脂代替双氰胺后，却又存在一些新的问题，例如，半固化片吸水率增加，固化后树脂体系较脆，覆铜箔基板剥离强度降低等等。

有鉴于此，本发明人对此进行研究，旨在开发一种可用于无铅制程覆铜箔基板的热固性胶液，此胶液采用新型的固化剂取代目前常用的固化剂双氰胺或线性酚醛，可获得更低的吸水率等优异性能，以便能够使得制得的覆铜箔基板更适用于无铅制程。

发明内容

本发明目的为了克服现有技术的不足，提供一种新型热固性胶液，以该胶液制备的覆铜箔基板材料可适用于无铅制程，同时提供该热固性胶液的制造方法。

本发明的另一个目的是提供无卤阻燃覆铜箔基板基板的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于覆铜箔基板的热固性胶液，组份及其重量比含量：

环氧树脂    30-60％；

固化剂      15-30％；

固化促进剂  0.01-1％；

溶剂        20-50％；

填料        10-50％。

其中环氧树脂为溴化环氧树脂，或溴化环氧树脂与无卤环氧树脂的复合物；溴化环氧树脂为：

(1)溴化双酚A二缩水甘油醚

其中n＝1～10

(2)溴化线性酚醛多缩水甘油醚

其中n＝1～10

中的任何一种；

无卤环氧树脂为：

(1)双酚A二缩水甘油醚

其中n＝1～10

(2)双酚F二缩水甘油醚

其中n＝1～10

(3)双酚S二缩水甘油醚

其中n＝1～10

(4)线性酚醛多缩水甘油醚

(5)线性甲酚甲醛多缩水甘油醚

其中n＝1～5

或(6)缩水甘油胺型环氧树脂

中的任何一种。

固化剂通式为：

其中n＝2～9，m＝0～5。

固化促进剂为：2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-乙基咪唑或2-苯基咪唑其中之任何一种。

溶剂为：甲苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙二醇二甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、甲乙酮、环己酮或丙酮其中之任何一种或几种的混合溶剂。

填料为硅微粉、滑石粉、高岭土、氢氧化铝、氢氧化镁其中一种或几种的混合物。

一种权利要求1所述的用于覆铜箔基板的热固性胶液的制造方法，原料组分及重量比含量为环氧树脂30-60％、固化剂15-30％、固化促进剂0.01-1％、溶剂20-50％、填料10-50％，包括以下步骤：

A、将固化剂及固化促进剂在溶剂中溶解，配制成溶液，待用；

B、以二甲基甲酰胺DMF、环己酮、丁酮、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸脂等或其组合作为溶剂体系，以丙酮、丁酮或其组合作为稀释剂进行稀释，待用；

C、室温下，向配料容器中分别加入溶剂、固化剂溶液；搅拌下，分别加入环氧树脂、阻燃剂、固化促进剂以及其它配方中的特殊成分，继续搅拌30分钟。

D、加入无机填料复合型石英粉，再搅拌6小时；

E、取样，测试胶液在170℃热板的胶化时间，通过固化促进剂的添加量来控制其胶化时间在200～400秒之间；

F、出成品。

其中步骤D中为使其均匀分布在胶液中，需要经过较高剪切力混合，以避免粒子之间的粘聚作用。

一种高耐热覆铜箔基板基板的成型工艺，包括以下流程：

a、按以下重量比制备热固性胶液：环氧树脂30-60％、固化剂15-30％；固化促进剂0.01-1％；溶剂20-50％；填料10-50％；

b、将浸过热固性胶液的胶布通过立式或横式含浸机，通过控制风温和炉温，制得半固化片；

c、将半固化片裁剪成一定尺寸，其上下与铜箔组合后，放入真空热压机中，在一定温度、压力、时间及真空条件下压制得到覆铜箔基板。

由于采用了上述结构，本发明的热固性胶液在成型关固化片时吸水率极低，成型后覆铜箔基板强度高，大提高覆铜箔基板的耐热性。

具体实施方式：

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

1、具体实施例配方：

实施例之一GEBR454A80(宏昌电子产的溴化环氧树脂)49.5％，固化剂对羟基苯乙烯及苯乙烯共聚物16.5％，丙二醇甲醚22.0％，固化促进剂2-乙基-4-甲基咪唑0.3％，G2-C(西比克公司产复合型石英粉)11.7％。

实施例之二(比较例)GEBR454A80(宏昌电子产的溴化环氧树脂)62.5％，固化剂双氰胺3.5％，二甲基甲酰胺22％，固化促进剂2-乙基-4-甲基咪唑0.3％，G2-C(西比克公司产复合型石英粉)11.7％。

实施例之三(比较例)GEBR454A80(宏昌电子产的溴化环氧树脂)49.5％，固化剂3363(Hexion产的线性酚醛树脂)16.5％，丙二醇甲醚22.0％，固化促进剂2-乙基-4-甲基咪唑0.3％份，G2-C(西比克公司产复合型石英粉)11.7％。

实施例之四XUS19074(Dow Chemical产的环氧树脂，固化后具备170℃之Tg)49.5％，固化剂对羟基苯乙烯及苯乙烯共聚物16.5％，丙二醇甲醚22.0％，固化促进剂2-乙基-4-甲基咪唑0.3％，G2-C(西比克公司产复合型石英粉)11.7％。

实施例之五GEBR454A80(宏昌电子产的溴化环氧树脂)39.5％，固化剂对羟基苯乙烯及苯乙烯共聚物26.5％，丙二醇甲醚22.0％，固化促进剂2-乙基-4-甲基咪唑0.3％，G2-C(西比克公司产复合型石英粉)11.7％。

2、胶液的制备方法

A、将固化剂及固化促进剂在溶剂中溶解，配制成溶液，待用；

B、以二甲基甲酰胺DMF、环己酮、丁酮、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸脂等或其组合作为溶剂体系，以丙酮、丁酮或其组合作为稀释剂进行稀释，待用；

C、室温下，向配料容器中分别加入溶剂、固化剂溶液；搅拌下，分别加入环氧树脂、阻燃剂、固化促进剂以及其它配方中的特殊成分，继续搅拌30分钟。

D、加入无机填料复合型石英粉，再搅拌6小时；

E、取样，测试胶液在170℃热板的胶化时间，通过固化促进剂的添加量来控制其胶化时间在200～400秒之间；

F、出热固性胶液成品。

3、高耐热覆铜箔基板基板的成型工艺

1)、含浸

将浸过无卤阻燃胶液的胶布通过立式或横式含浸机，通过控制挤压轮速、线速、风温及炉温等条件，制得半固化片。

以立式含浸机为例：

Varnish的比重：1.10～1.20；

挤压轮速：-1.8～-2.5±0.1M/min；

主线速：5～14M/min；

风温：130～160℃；

炉温：140～180℃。

通过以上条件制得半固化片。

2)、压制

将裁剪好的半固化片与铜箔组合好后，放入真空热压机中，按下列程式压制得到基板。

温度程式：130℃/30min+160℃/30min+180℃/20min+210℃/180min

压力程式：20Kgf.cm^-2/30min+50Kgf.cm^-2/15min+95Kgf.cm^-2/150min+

20Kgf.cm^-2/65min

真空设定：30mmHg/130min+760mmHg/130min

4、以下为配方之基板性能：

Claims (9)

1.一种用于覆铜箔基板的热固性胶液，组份及其重量比含量：

环氧树脂      30-60％；

固化剂        15-30％；

固化促进剂    0.01-1％；

溶剂          20-50％；

填料          10-50％。

2.根据权利要求1所述的用于覆铜箔基板的热固性胶液，其中环氧树脂为溴化环氧树脂，或溴化环氧树脂与无卤环氧树脂的复合物；

其中溴化环氧树脂为：

(1)溴化双酚A二缩水甘油醚

其中n＝1～10

(2)溴化线性酚醛多缩水甘油醚

其中n＝1～10

中的任何一种；

无卤环氧树脂为：

(1)双酚A二缩水甘油醚

其中n＝1～10

(2)双酚F二缩水甘油醚

其中n＝1～10

(3)双酚S二缩水甘油醚

其中n＝1～10

(4)线性酚醛多缩水甘油醚

(5)线性甲酚甲醛多缩水甘油醚

其中n＝1～5

或(6)缩水甘油胺型环氧树脂

中的任何一种。

3.根据权利要求1所述的用于覆铜箔基板的热固性胶液，其中固化剂通式为：

其中n＝2～9，m＝0～5。

4.根据权利要求1所述的用于覆铜箔基板的热固性胶液，其中固化促进剂为：2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-乙基咪唑或2-苯基咪唑其中之任何一种。

5.根据权利要求1所述的用于覆铜箔基板的热固性胶液，其中溶剂为：甲苯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙二醇二甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、甲乙酮、环己酮或丙酮其中之任何一种或几种的混合溶剂。

6.根据权利要求1所述的用于覆铜箔基板的热固性胶液，其中填料为硅微粉、滑石粉、高岭土、氢氧化铝、氢氧化镁其中一种或几种的混合物。

7.一种权利要求1所述的用于覆铜箔基板的热固性胶液的制造方法，原料组分及重量比含量为环氧树脂30-60％、固化剂15-30％、固化促进剂0.01-1％、溶剂20-50％、填料10-50％，包括以下步骤：

A、将固化剂及固化促进剂在溶剂中溶解，配制成溶液，待用；

B、以二甲基甲酰胺DMF、环己酮、丁酮、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸脂等或其组合作为溶剂体系，以丙酮、丁酮或其组合作为稀释剂进行稀释，待用；

C、室温下，向配料容器中分别加入溶剂、固化剂溶液；搅拌下，分别加入环氧树脂、阻燃剂、固化促进剂以及其它配方中的特殊成分，继续搅拌30分钟。

D、加入无机填料复合型石英粉，再搅拌6小时；

E、取样，测试胶液在170℃热板的胶化时间，通过固化促进剂的添加量来控制其胶化时间在200～400秒之间；

F、出成品。

8.根据权利要求7所述的热固性胶液的制造方法，其中步骤D中为使其均匀分布在胶液中，需要经过较高剪切力混合，以避免粒子之间的粘聚作用。

9.一种高耐热覆铜箔基板基板的成型工艺，包括以下流程：

a、按以下重量比制备热固性胶液：环氧树脂30-60％、固化剂15-30％；固化促进剂0.01-1％；溶剂20-50％；填料10-50％；

b、将浸过热固性胶液的胶布通过立式或横式含浸机，通过控制风温和炉温，制得半固化片；

c、将半固化片裁剪成一定尺寸，其上下与铜箔组合后，放入真空热压机中，在一定温度、压力、时间及真空条件下压制得到覆铜箔基板。