一種預浸料及層壓板的製作方法
2023-10-09 19:48:19 3
一種預浸料及層壓板的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種預浸料，其包括增強材料及通過浸漬乾燥後附著在其上的熱固性樹脂組合物，所述增強材料經過氧化石墨烯或石墨烯包覆處理，氧化石墨烯或石墨烯的質量為增強材料的質量的0.01～5wt%。本發明石墨烯或氧化石墨烯包覆處理的增強材料的加入，在不降低製備的覆銅箔基板的絕緣性的前提下，大大降低了製備的覆銅箔基板透光率。
【專利說明】一種預浸料及層壓板【技術領域】
[0001]本發明涉及一種預浸料及層壓板。
【背景技術】 [0002]覆金屬箔板是將電子玻纖布或其它增強材料浸以樹脂液，一面或雙面覆以金屬箔並經熱壓而製成的一種板狀材料，被稱為覆金屬箔層壓板(Copper Clad Laminate, CCL),簡稱為覆金屬板。覆金屬箔板是製造印製線路板(Printed Circuit Board,簡稱PCB)的基板材料，PCB是電子工業的重要部件之一。幾乎每種電子設備，小到電子手錶、計算器，大到計算機，通訊電子設備，軍用武器系統，只要有集成電路等電子元器件，為了它們之間的電氣互連，都要使用印製板。覆金屬箔板在整個印製電路板上，主要擔負著導電、絕緣和支撐三個方面的功能。
[0003]覆金屬箔板中的樹脂液一般使用熱固性樹脂組合物。熱固性樹脂是指樹脂在加熱、加壓下或在固化劑、紫外光作用下，進行化學反應，交聯固化成為不熔物質的一大類合成樹脂。常用的熱固性樹脂有酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、環氧樹脂、不飽和樹脂、聚氨酯和聚醯亞胺等。熱固性樹脂和固化劑、促進劑、填料等組成熱固性樹脂組合物，再經調製成為樹脂液在覆金屬箔板中使用。
[0004]為了賦予預浸料和覆銅板以黑色特性，目前業界較常使用炭黑等材料添加到熱固性樹脂組合物中以賦予板材黑色功能。如CN102010578A公開了一種製作覆銅板的黑色無滷樹脂組合物，其含有色素炭黑，功能性的賦予覆銅板以黑色特性。但炭黑為可導電物質，其的加入會顯著影響覆銅板的絕緣性能。
[0005]如上所述，由於已有技術中均採用將炭黑等黑色顆粒添加到熱固性樹脂組合物中以賦予覆銅板黑色功能，而熱固性樹脂組合物中導電物質的加入會裂化覆銅板的絕緣性能，因此，尋找一種既可以賦予絕緣板黑色功能，又不會裂化覆銅板的絕緣性能的方法是本領域需要解決的技術問題。
【發明內容】
[0006]針對現有技術中的問題，本發明的目的之一在於提供一種預浸料，包括增強材料及通過浸潰乾燥後附著在其上的熱固性樹脂組合物，所述增強材料經過氧化石墨烯或石墨烯包覆處理，氧化石墨烯或石墨烯的質量為增強材料的質量的0.01~5wt%。
[0007]2維納米結構的石墨烯，粒徑小，比表面積高，從而遮光率高，採用很少量的增強材料即賦予覆銅板以黑色的特性。本發明採用的石墨烯或氧化石墨烯含量少，並且，在覆銅板的結構中，增強材料的兩側為絕緣性優異的熱固性樹脂層，這使得經過氧化石墨烯或石墨烯包覆處理的增強材料的存在不會裂化覆銅板的絕緣性能。另外石墨烯在環氧樹脂等熱固性中的應用能夠有效的提高樹脂基體的力學性能，起到很好的增強增韌、提高材料抗彎曲和抗疲勞性能的效果。
[0008]採用本發明的技術方案在賦予得到的覆銅板以黑色特性的同時，不會對覆銅板的絕緣性造成惡化。
[0009]此外，氧化石墨烯或者石墨烯包覆處理可以增強增強材料與預浸料中熱固性樹脂組合物層的結合力，提高覆銅板的層間粘合力，並可以提高覆銅板的力學性能。[0010]氧化石墨烯或石墨烯的含量小於0.01wt%不能形成有效的黑色；大於5wt%,影響製備的覆銅板的絕緣性能。
[0011]所述氧化石墨烯或石墨烯的質量為增強材料的質量百分比例如為0.04wt%、
0.08wt%、0.12wt%、0.15wt%、0.5wt%、0.9wt%、l.3wt%、l.7wt%、l.9wt%、2.2wt%、2.5wt%、
2.8wt%、3.2wt%、3.5wt%、3.8wt%、4.lwt%、4.4wt%、4.5wt%、4.6wt%、4.7wt%、4.8wt% 或
4.9wt%0
[0012]優選地，所述氧化石墨烯或石墨烯的質量為增強材料的質量的0.01~2wt%。
[0013]所述氧化石墨烯或石墨烯的厚度不大於20納米,優選不大於10納米,進一步優選不大於5納米。石墨稀是新型二維納米材料，單片石墨片層厚度僅為0.34nm。實際製備的石墨烯一般是單層或若干單片層的疊加。石墨烯或氧化石墨烯的厚度超過20納米，不能發揮單片層石墨烯的作用，為了獲得相同的黑色阻隔效果需要增加石墨烯的使用量，從而影響材料的絕緣性能。
[0014]所述氧化石墨烯或石墨烯的比表面積大於600平方米/克，優選大於1000平方米/克，進一步優選大於2000平方米/克。石墨烯的比表面積與石墨烯的厚度相關，厚度越小，石墨烯的比表面積越大。石墨烯的表面積小於600平方米/克,會使石墨烯的用量增加，從而影響複合材料的絕緣性能。
[0015]所述氧化石墨烯或石墨烯的平均寬度為0.05-10微米，優選0.1-5微米，進一步優選為0.5-2微米。氧化石墨烯或石墨烯的平均寬度小於0.05微米，不能形成有效的黑色阻隔層；氧化石墨烯或石墨烯的平均寬度大於10微米，易形成導電通路，從而影響複合材料的絕緣性能。
[0016]優選地，所述增強材料採用天然纖維或/和合成纖維。
[0017]本發明的目的之二在於提供一種層壓板，所述層壓板含有至少一張如上所述的預浸料。
[0018]本發明的目的之三在於提供一種印製電路板，所述印製電路板含有至少一張如上所述的預浸料。
[0019]與已有技術相比，本發明具有如下有益效果:
[0020](I)本發明石墨烯或氧化石墨烯包覆處理的增強材料的加入，在不降低製備的覆銅箔基板的絕緣性的前提下，大大降低了製備的覆銅箔基板透光率；
[0021](2)石墨烯或氧化石墨烯包覆處理的增強材料的加入，大大提高了製備的覆銅箔基板的力學性能以及層間粘合力。
【具體實施方式】
[0022]下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案。
[0023]實施例以及比較例中所用的各代號及其成份如下:
[0024]環氧樹脂A:代表美國瀚森化工公司(原美國波頓化學公司和德國貝克萊特公司)生產的酚醛環氧樹脂，商品名為EPR627-MEK80，其環氧當量介於160~250g/eq。[0025]環氧樹脂B:代表美國陶氏化學公司生產的環氧樹脂，商品名為DER-592A80，其環氧當量介於300~460g/eq。
[0026]環氧樹脂C:代表日本油墨化學公司生產的高溴環氧，商品名為EPICL0N153，其環氧當量介於350~450g/eq。
[0027]固化劑代表美國瀚森化工公司生產的酚醛樹脂固化劑，商品名為PHL6635M65。
[0028]促進劑代表日本四國化成公司生產的2MI。
[0029]無機填料E代表球形二氧化矽，平均粒徑0.5微米。
[0030]石墨烯A的平均厚度為2納米，比表面積為1500平方米/克，平均寬度為0.1微米。
[0031]石墨烯B的平均厚度為18納米，比表面積為700平方米/克，平均寬度為8微米。
[0032]石墨烯C的平均厚度為23納米，比表面積為150平方米/克，平均寬度為0.2微米。
[0033]石墨烯D的平均厚度為2納米，比表面積為1500平方米/克，平均寬度為13微米。
[0034]增強材料A代表經過石墨烯A處理的7628型E玻纖布，石墨烯含量佔玻纖布
0.01wt%o
[0035]增強材料B代表經過石墨烯A處理的7628型E玻纖布，石墨烯含量佔玻纖布
0.5wt%。`
[0036]增強材料C代表經過石墨烯A處理的7628型E玻纖布，石墨烯含量佔玻纖布lwt%。
[0037]增強材料D代表經過石墨烯B處理的7628型E玻纖布，石墨烯含量佔玻纖布5wt%。
[0038]增強材料E代表7628型E玻纖布。
[0039]增強材料F代表經過石墨烯C處理的7628型E玻纖布，石墨烯含量佔玻纖布
0.01wt%o
[0040]增強材料G代表經過石墨烯D處理的7628型E玻纖布，石墨烯含量佔玻纖布
0.01wt%o
[0041]實施例1-4固體成分配方組成詳見表1，並且利用丁酮調製成製造層壓板使用的熱固性環氧樹脂清漆，其中固體成分佔67%。
[0042]依照以下製備工藝製備實施例1-4的覆銅箔基板:
[0043](I)制膠:將溶劑加入配料容器中，攪拌下分別加入環氧樹脂、固化劑溶液以及促進劑的溶液；攪拌2小時後，加入無機填料，繼續攪拌4-8小時後，取樣測試膠液的膠化時間(170°C恆溫熱板)為200~300秒。
[0044](2)含浸:將浸過膠液的增強材料層通過立式或者橫式含浸機，通過控制擠壓輪速、線速、風溫以及爐溫等條件，具體以立式含浸機示範例為:擠壓輪速:-1.3 ~-2.5±0.lM/min ;主線速:4 ~18m/min ;風溫:120 ~170°C;爐溫:130 ~220。。，通過以上條件製得預浸料。
[0045](3)壓制:將裁減好的預浸料與銅箔組合好後，放入真空熱壓機中，按一定的溫度，時間和壓力並最終製得覆銅箔板，具體示範例為:
[0046]溫度程式:13(TC/30min+155°C /30min+190°C /90min+220°C /60min ；
[0047]壓力程式:
[0048]25kgf.cm-2/30min+50kgf.cm-2/30min+90kgf.cnT2/120min+30kgf.cnT2/90min ；[0049]真空程式:30mmHg/130min+800mmHg/130min。
[0050]通過上述程序，採用8張厚度為0.2mm的預浸料層疊於35 μ m厚的銅箔間，經熱壓後即可製得1.6mm厚的層壓板。得到覆銅板後，對板材性能進行測試，表2所示為板材性能對比。
[0051]比較例1-3
[0052]比較例I固體成分配方組成詳見表1，並且利用丁酮調製成製造層壓板使用的熱固性環氧樹脂膠液，其中固體成分佔65%。比較例1-3的製備方法如實施例1-4。
[0053]表1
[0054]
【權利要求】
1.一種預浸料，其包括增強材料及通過浸潰乾燥後附著在其上的熱固性樹脂組合物，其特徵在於，所述增強材料經過氧化石墨烯或石墨烯包覆處理，氧化石墨烯或石墨烯的質量為增強材料的質量的0.01~5wt%。
2.如權利要求1所述的預浸料，其特徵在於，所述氧化石墨烯或石墨烯的質量為增強材料的質量的0.01~2wt%。
3.如權利要求1或2所述的預浸料，其特徵在於，所述氧化石墨烯或石墨烯的厚度不大於20納米,優選不大於10納米，進一步優選不大於5納米。
4.如權利要求1-3之一所述的預浸料，其特徵在於，所述氧化石墨烯或石墨烯的比表面積大於600平方米/克，優選大於1000平方米/克，進一步優選大於2000平方米/克。
5.如權利要求1-4之一所述的預浸料，其特徵在於，所述氧化石墨烯或石墨烯的平均寬度為0.05~10微米，優選0.1~5微米，進一步優選為0.5~2微米。
6.如權利要求1-5之一所述的預浸料，其特徵在於，所述增強材料採用天然纖維或/和合成纖維。
7.一種層壓板，其特徵在於，所述層壓板含有至少一張如權利要求1-6之一所述的預浸料。
8.一種印製電路板，其特徵在於，所述層壓板含有至少一張如權利要求1-6之一所述的預浸料。`
【文檔編號】C08J5/24GK103483622SQ201310426243
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月17日 優先權日:2013年9月17日
【發明者】柴頌剛, 蘇曉聲 申請人:廣東生益科技股份有限公司