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环保型覆层压板及其制备方法

阅读:581发布:2020-05-14

专利汇可以提供环保型覆层压板及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种环保型覆 铜 箔 层压 板及其制备方法,层 压板 中的 树脂 材料选用聚酰亚胺树脂改性环 氧 树脂,并且在改性的树脂体系中中添加 碳 酸根型 铝 镁 水 滑石。制备上述环保型 覆铜箔层压板 的方法,主要包括聚酰亚胺树脂的合成步骤及通过聚酰亚胺树脂改性 环氧树脂 并和碳酸根型铝镁水滑石制作涂胶胶液的步骤。本发明提供的环保型覆铜箔层压板,由于使用了聚酰亚胺树脂改性环氧树脂,比常规的环氧树脂交联 密度 高很多,不含卤素、不含磷,含有N、Al、Mg元素,达到了欧盟RoHS及WEEE指令的环保要求;同时耐热性也得以很大的改进,更适合适合PCB的无铅 焊接 工艺。,下面是环保型覆层压板及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种环保型覆层压板,其特征在于:层压板中的树脂材料选用聚酰亚胺树脂改性环树脂,并且在改性后的环氧树脂体系中添加酸根型滑石。
2.一种制备上述环保型覆铜箔层压板的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)聚酰亚胺树脂的合成步骤;(2)制作聚酰亚胺树脂改性环氧树脂,并和碳酸根型铝镁水滑石混合制作涂胶胶液的步骤;(3)对玻璃布涂胶制作半固化片的步骤;(4)将半固化片和铜箔叠片、配板及压合的步骤;(5)拆板、外形加工、检验、包装的步骤。
3.根据权利要求2所述的环保型覆铜箔层压板的制备方法,其特征在于:所述聚酰亚胺树脂的合成包括:(1)按计量的DMF升温至60~70℃,搅拌下加入DDM,搅拌10~15min完全溶解至透亮;(2)温度升至80~90℃时加入BDM,搅拌并升温,6~10min后,温度回升至85~90℃时,溶液透亮;(3)升温至125~130℃,并控制恒温,在该温度反应30~40min后,抽真空脱水3~5min;(4)恒温约60~70min,取样,控制胶液的GT:10±1min/171℃,胶液的固体含量48~50%;其中以上步骤中DMF、DDM、BDM的投料质量比为40~60%/9~
12%/30~50%。
4.根据权利要求3所述的环保型覆铜箔层压板的制备方法,其特征在于:所述通过聚酰亚胺树脂和碳酸根型铝镁水滑石制作涂胶胶液包括:(1)将计量的所述聚酰亚胺树脂,加入计量的DMF,加热升温至50~60℃;(2)加入粉碎的Fj-43型酚环氧树脂、E-20型环氧树脂搅拌溶解,40~50min后溶解完全;(3)再加入E-51型环氧树脂,搅拌30~40min,降温至室温;(4)加入计量的碳酸根型铝镁水滑石,搅拌分散、熟化4~6h;其中以上步骤中聚酰亚胺树脂、Fj-43型酚醛环氧树脂、E-20型环氧树脂、E-51型环氧树脂、DMF、碳酸根型铝镁水滑石的胶液投料质量比为:
40~55%/1~3%/10~18%/1~3%/10~18%/15~20%。

说明书全文

环保型覆层压板及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于覆铜箔层压板(简称覆铜板)技术领域,具体涉及覆铜板的材料特性及制作工艺。

背景技术

[0002] 印刷电路用覆铜箔层压板,都具有阻燃的特性,传统覆铜板大多是采用卤素系列中溴(Br)做为阻燃剂。纸基板中的FR-1、FR-2系列,玻璃布基中的FR-4、FR-5系列以及复合基板中的CEM-1、CEM-3系列,这些覆铜板都是采用溴化环树脂或添加其它溴系阻燃剂。近几年,随着欧盟RoHS、WEEE环保指令的颁布,卤素元素因其燃烧后产生有害物二恶英而被列入电子电器产品禁用物质之中。因此,无卤化覆铜板所用阻燃剂转向磷系阻燃方面,当前普遍使用的为含磷环氧树脂。然而,磷元素在燃烧后亦会对环境产生危害,如使土壤酸化等。
[0003] RoHS指令中也规定了电子电器产品中不得含有铅元素,那么PCB焊接材料必须由原来的有铅焊料转化为无铅焊料。无铅焊料的焊接温度比有铅焊料的温度高20~40℃,因此,覆铜板的耐热性也必须满足此高温焊接的要求,即具有高的热分解温度和耐高温性。因此,真正意义上的环保PCB应该不含卤素、不含磷、不含铅,即要覆铜板无卤无磷无铅焊接兼容性。

发明内容

[0004] 本发明目的是提供一种环保型覆铜箔层压板及其制备方法,不但具有无卤无磷的环保特性,还具有适宜于无铅焊的耐高温性能。
[0005] 一种环保型覆铜箔层压板,其特征在于:层压板中的树脂材料选用聚酰亚胺树脂改性环氧树脂,并且在改性后的环氧树脂体系中添加酸根型滑石。
[0006] 一种制备上述环保型覆铜箔层压板的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)聚酰亚胺树脂的合成步骤;(2)制作聚酰亚胺树脂改性环氧树脂,并和碳酸根型铝镁水滑石混合制作涂胶胶液的步骤;(3)对玻璃布涂胶制作半固化片的步骤;(4)将半固化片和铜箔叠片、配板及压合的步骤;(5)拆板、外形加工、检验、包装的步骤。
[0007] 所述聚酰亚胺树脂的合成包括:(1)按计量的DMF升温至60~70℃,搅拌下加入DDM,搅拌10~15min完全溶解至透亮;(2)温度升至80~90℃时加入BDM,搅拌并升温,6~10min后,温度回升至85~90℃时,溶液透亮;(3)升温至125~130℃,并控制恒温,在该温度反应30~40min后,抽真空脱水3~5min;(4)恒温约60~70min,取样,控制胶液的GT:10±1min/171℃,胶液的固体含量48~50%;其中以上步骤中DMF、DDM、BDM的投料质量比为40~60%/9~12%/30~50%。
[0008] 所述通过聚酰亚胺树脂和碳酸根型铝镁水滑石制作涂胶胶液包括:(1)将计量的所述聚酰亚胺树脂,加入计量的DMF,加热升温至50~60℃;(2)加入粉碎的Fj-43型酚环氧树脂、E-20型环氧树脂搅拌溶解,40~50min后溶解完全;(3)再加入E-51型环氧树脂,搅拌30~40min,降温至室温;(4)加入计量的碳酸根型铝镁水滑石,搅拌分散、熟化4~6h;其中以上步骤中聚酰亚胺树脂、Fj-43型酚醛环氧树脂、E-20型环氧树脂、E-51型环氧树脂、DMF、碳酸根型铝镁水滑石的胶液投料质量比为:40~55%/1~3%/10~18%/1~3%/10~18%/15~20%。
[0009] 本发明提供的环保型覆铜箔层压板,由于使用了聚酰亚胺树脂改性环氧树脂,比常规的环氧树脂交联密度高很多,不含卤素、不含磷,含有N、Al、Mg元素,达到了欧盟RoHS及WEEE指令的环保要求;同时耐热性也得以很大的改进,更适合适合PCB的无铅焊接工艺。附图说明
[0010] 图1为本发明实施例提供的生产工艺流程图

具体实施方式

[0011] 本发明的主旨思想是在覆铜板所用的树脂材料中加入更加环保的、同时具有阻燃功能的N元素和Al元素,使其按一定的比例配合,利用其相互之间的协同效应,达到阻燃效果。
[0012] 基于上述思想本实施例提供的覆铜板中的树脂材料选用聚酰亚胺树脂,以之改性环氧树脂,进而添加碳酸根型铝镁水滑石,使得形成N、AL、Mg(OH)2复合阻燃体系,同时耐热性能也得到有地保证。
[0013] 其中,聚酰亚胺树脂有着突出的耐热性能,并且含有N元素,N含量约9.0%,具有一定的阻燃性。此外,所述碳酸根型铝镁水滑石,简称LDHs,化学式为:
[Mg6Al2(OH)16CO3]·4H2O,其中含有Al、Mg的水合物,又简称铝镁水滑石。铝镁水滑石具有无毒、低烟、高性价比的特点,可以作为本实施例优选的无机阻燃剂。
[0014] 本实施例提供的覆铜板的制造工艺如下:
[0015] 一、材料。
[0016] 4,4′-双来酰亚胺基二苯甲烷(BDM),化学式如下:
[0017]
[0018] 二胺基二苯甲烷(DDM),化学式如下:
[0019]
[0020] E-51型的E型环氧树脂;
[0021] E-20型的E型环氧树脂;
[0022] Fj-43型的邻甲酚酚醛环氧;
[0023] 二甲基甲酰胺(DMF);
[0024] 碳酸根型铝镁水滑石:粒径5μm;
[0025] 7628型玻璃纤维布;
[0026] 电解铜箔。
[0027] 二、聚酰亚胺树脂的合成。
[0028] 所用材料及计量如下表所示:
[0029]材料 投料质量比
BDM 895
DDM 198
DMF 1093
[0030] (1)按计量的DMF升温至70℃,搅拌下加入DDM,搅拌10min完全溶解至透亮。
[0031] (2)温度升至80℃时加入BDM,搅拌并升温,6min后,温度回升至85℃时,溶液透亮。
[0032] (3)升温至125~130℃,并控制恒温,在该温度反应30min后,抽真空脱水5min。(此脱水目的只是为了脱去材料中的吸附的水份,反应过程中没有水份产生)[0033] (4)恒温约60~70min左右,取样,控制胶液的GT:10±1min/171℃,胶液的固体含量约50%。
[0034] 三、涂胶胶液的制作。
[0035]材料 胶液投料质量比
聚酰亚胺树脂 200
Fj-43 8
E-20 50
E-51 8
DMF 55
水滑石 71
[0036] (1)将计量的上述合成的聚酰亚胺胶液,加入计量的DMF,加热升温至50~60℃。
[0037] (2)加入粉碎的Fj-43、E-20搅拌溶解,约40min后溶解完全;
[0038] (3)再加入E-51,搅拌30min,降温至室温。
[0039] (4)加入计量的水滑石,搅拌分散、熟化4h。
[0040] 四、玻璃布涂胶制作半固化片的过程:将7628玻璃布于立式涂胶机上涂胶,之后烘干。控制条件包括:涂胶速度:12m/min;烘箱温度:200℃;半固化片GT控制:80~100s/171℃;半固化片标重:3.6~3.8g/m2(具体根据制作板材的厚度而调整);半固化片的RF:18~24%。
[0041] 五、叠片、配板、压合过程:按工艺厚度要求叠合相应张数的半固化片,如1.6mm需8张,1.2mm需6张,1.0mm需5张;覆上电解铜箔,于压机中压制。控制条件包括:压制温度:
200℃/2h;压力:真空压机:30kg/cm2。
[0042] 六、拆板、外形加工、检验、包装。
[0043] 下表位根据以上实施例制作的覆铜箔层板的各项性能检测结果:
[0044]
[0045] 测试数据中:T288、Tg、Td三个指标足以反映出该板材优良的耐热性和无铅焊接的适应性;卤素含量也体现出板材的环保特性。
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