應用納米填料製備低收縮率覆銅箔層壓板的方法
2023-06-14 22:56:56
專利名稱：：應用納米填料製備低收縮率覆銅箔層壓板的方法
技術領域：
：本發明了公開了一種降低覆銅箔層壓板的線性熱膨脹係數(CTE)和尺寸穩定性的方法，具體是一種應用納米填料製備低收縮率覆銅箔層壓板的方法，屬於電子產品
技術領域：
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背景技術：
：隨著電子產品向輕薄短小化、高性能與多功能化的發展和電子組裝技術的進步，用於電子互連的印製電路板產品已經走過了通孔插裝技術(THT)階段，全面走上了表面安裝技術(SMT)階段，並逐步走向晶片級封裝(CSP)階段。印製電路板上焊接表面貼裝元器件(SMD)的過程,是從室溫23。C左右加熱到焊接溫度230-260。C左右進行焊接，然後冷卻凝固到室溫，由於兩者線性熱膨脹係數(CTE)不同表面貼裝元器件的引角的熱膨脹係數在5-7ppm/°C，而線路板的熱膨脹係數為13-17ppm/°C，即PCB板材的X、Y方向的CTE受熱尺寸伸長將大於SMD元器件引腳X、Y向的伸長，這樣，由於兩者收縮不同步，從而在焊點處形成一個剪切內應力，其大小取決於兩者CTE差別的大小和焊料固化溫度的高低。當焊接處的剪切內應力大於焊料粘結力時，就會發生斷裂而開路，因而帶來失效或可靠性問題。因此如何降低板材的CTE，增加其可靠性是一個重要的課題，另外覆銅箔層壓板在電路板生產加工過程尺寸收縮如果過大，會造成元器件安裝對位不準、或裝配不上等問題，因此也需要改進。通常改善板材CTE和尺寸穩定性的方法一是提高板材的玻璃化轉變溫度(Tg)，一般樹脂在Tg溫度以下，其CTE在40-100ppmAC,但溫度超過Tg時，其0^在20(^口111/<€以上，因此提高樹脂體系的Tg相應的CTE也會明顯的降低，缺點是板材的柔韌性變差，機械加工性變差，成本提高。二是採用低膨脹係數的增強材料，不同增強材料的熱膨脹係數差異較大,如用芳香族聚醯胺形成的有機纖維為增強材料的覆銅板，其CTE可達到8-12ppm/°C;缺點是其增強材料的價格太高，普通的客戶難於接受。三是採用填料的方法，由於樹脂的溫度係數遠遠大於無機填料(3-7ppm/°C)的溫度係數，因此採用填料是一個比較好的途徑，而且具有明顯的成本優勢。由於普通填料粒徑在lum以上，加入的量如果太多，其板材的塑性、電氣性能、機械加工性變差。
發明內容本發明的目的是降低覆銅箔層壓板的線性熱膨脹係數和尺寸穩定性，使覆銅板更好的滿足現代PCB和電子產品裝配的生產工藝，使電子產品具有較高的電氣可靠性。本發明的工藝流程如下a.在FR-4/CEM-3的體系上，加入納米粉體填料，分別配置面料和芯料膠水；b.分別用面料和芯料膠水浸漬玻纖布/玻纖紙，在130-18(TC的溫度下使其成半固化狀態，製成面料和芯料；c.用上述面料根據厚度需要疊加l-20張，在其一面或兩面覆銅箔配製FR-4板材；用上述芯料，根據厚度需要疊加l-20張芯料，上下表面貼面料，在其一面或兩面覆銅箔，配成CEM-3板材；d.將上述FR-4/CEM-3組合在溫度90-18(TC、壓力10-60Kg/cm2、真空度-60mmHg下熱壓成型。本發明製備的FR-4/CEM-3覆銅板，熱膨脹係數明顯降低，尺寸穩定性得到顯著改善，克服了現行工藝製備的FR-4/CEM-3板材CTE大、尺寸穩定性差的缺陷，使其更適應PCB的生產及電子產品的裝配工藝，可靠性能顯著提高。具體實施例方式以下給出幾個實施例說明本發明的具體內容，但本發明並不局限於以下實施例。實施例一a.配製FR-4膠水，其組分重量份為雙酚A型環氧樹脂100份，雙氰胺3份，納米碳酸鈣15份，2-甲基咪唑0.07份，將以上材料用'丙酮/二甲基甲醯胺調製成面料用樹脂液，b.用玻纖布浸漬上述樹脂液，在130-190。C乾燥後製成面料；c.根據板材厚度選用8張面料組合，在上下雙面各覆一張銅箔疊加備用；d.成型溫度17(TC，單位壓力40kgf/cm2,真空度-60mmHg，保溫保壓60分鐘，製成FR-4型覆銅箔層壓板。實施例二a.配製CEM-3芯料膠水，其組分重量份為雙酚A型環氧樹脂100份，雙氰胺3份，Al(OH)340份，納米碳酸鈣15份，2-甲基咪唑0.1份，將以上材料用丙酮/二甲基甲醯胺調製成芯料用樹脂液；b.用玻纖紙浸漬上述芯料膠液，在130-19(TC乾燥後製成芯料；c.根據板材厚度選用l-20張芯料，兩面各貼一張面料，在上下雙面各覆一張銅箔；d.成型溫度17(TC，單位壓力40kgf/cm2，真空度-60mmHg，保溫保壓60分鐘，製成CEM-3型覆銅箔層壓板。本發明與常規工藝生產的FR-4/CEM-3性能、線性熱膨脹係數和尺寸穩定性試驗結果比較見下表，厚度全部為1.6H/H，阻燃性按UL-94試驗。tableseeoriginaldocumentpage7tableseeoriginaldocumentpage8本發明產品FR-4/CEM-3經檢測，性能指標分別達到IPC4101B/21、IPC4101B/12的要求.由於本發明產品線性熱膨脹係數明顯降低，尺寸穩定性得到顯著改善，大大降低了SMD引腳與PCB板材因焊接升溫引起的內應力，更適用現代無鉛焊接PCB及裝配工藝的生產，對電子產品的高密度、高可靠性發展具有重要的意義，產品具有廣闊的市場發展前景。權利要求1.應用納米填料製備低收縮率覆銅箔層壓板的方法，其特徵是按以下工藝流程進行1.a在FR-4/CEM-3的體系上，加入納米粉體填料，分別配置面料和芯料膠水；1.b分別用面料和芯料膠水浸漬玻纖布/玻纖紙，在130-180℃的溫度下使其成半固化狀態，製成面料和芯料；1.c用上述面料根據厚度需要疊加1-20張，在其一面或兩面覆銅箔配製FR-4板材；用上述芯料，根據厚度需要疊加1-20張芯料，上下表面貼面料，在其一面或兩面覆銅箔，配成CEM-3板材；1.d將上述FR-4/CEM-3組合在溫度90-180℃、壓力10-60Kg/cm2、真空度-60mmHg下熱壓成型。2.d成型溫度17(TC,單位壓力40kgRcm2，真空度-60mmHg,保溫保壓60分鐘，製成FR-4型覆銅箔層壓板。3.根據權利要求1所述的應用納米填料製備低收縮率覆銅箔層壓板的方法，其特徵是按以下具體工藝流程進行3.a配製CEM-3芯料膠水，其組分重量份為雙酚A型環氧樹脂100份，雙氰胺3份，Al(OH)340份，納米碳酸鈣15份，2-甲基咪唑0.1份，將以上材料用丙酮/二甲基甲醯胺調製成芯料用樹脂液；3.b用玻纖紙浸漬上述芯料膠液，在130-l卯匸乾燥後製成芯料；3.c根據板材厚度選用1-20張芯料，兩面各貼一張面料，在上下雙面各覆一張銅箔；3.d成型溫度17(TC，單位壓力40kg^cm2，真空度-60mmHg,保溫保壓60分鐘，製成CEM-3型覆銅箔層壓板。全文摘要本發明公開了一種應用納米填料製備低收縮率覆銅箔層壓板的方法，工藝流程是在FR-4/CEM-3的體系上加入納米粉體填料，用面料和芯料膠水浸漬玻纖布/玻纖紙，在130-180℃的溫度下使其成半固化狀態，製成面料和芯料；面料根據厚度需要疊加1-20張，在其一面或兩面覆銅箔配製FR-4板材；根據厚度需要疊加1-20張芯料，上下表面貼面料，在其一面或兩面覆銅箔，配成CEM-3板材；將上述FR-4/CEM-3組合在溫度90-180℃、壓力10-60Kg/cm2、真空度-60mmHg下熱壓成型。本發明製備的FR-4/CEM-3覆銅板，熱膨脹係數明顯降低，尺寸穩定性得到顯著改善，克服了現行工藝製備的FR-4/CEM-3板材CTE大、尺寸穩定性差的缺陷，使其更適應PCB的生產及電子產品的裝配工藝，可靠性能顯著提高。文檔編號H05K1/03GK101564929SQ20091002289公開日2009年10月28日申請日期2009年6月10日優先權日2009年6月10日發明者張記明申請人:陝西生益科技有限公司