一种耐高温覆铜板及其制备工艺

技术领域

本发明涉及覆铜板技术领域，更具体地说，本发明涉及一种耐高温覆铜板及其制备工艺。

背景技术

随着科学技术飞速发展，大规模工业集成化的形成，对人类自身居住环境造成无法弥补的损害，从而环境保护变得很迫切。近年来，电子技术飞速发展，电子产品对环境产生的影响日益严重，特别是电子垃圾产品，目前绝大部分电子产品采用卤素阻燃剂，卤素阻燃剂燃烧后，不但发烟量大，气味难闻，而且会产生腐蚀性很强的卤化氢气体。另据文献报道，含卤素的阻燃剂在高温裂解和燃烧时会产生二恶英，二苯并呋喃等致癌物质。因此开发无卤素阻燃的基板材料势在必行，已经成为业界的工业重点。另一方面，人类生活的安全性越来越广受社会的关注。为提高电子产品的安全可靠性，特别对于潮湿环境条件下使用的绝缘材料(如电机、电器等)安全可靠性，开发高绝缘性产品保证电子产品安全可靠性就是近年来的一个重要的发展方向。高分子材料覆铜板所测试的CTI值(ComparativeTrackingIndex)，指材料表面能经受住50滴电解液(0.1％氯化铵水溶液)而没有形成漏电痕迹的最高电压值，其在一定程度上衡量此材料的绝缘安全性能，此值越高，代表材料的绝缘性越好，因此高CTI产品已成为电子行业研究发展趋势。

近年的一些高CTI材料主要是CEM-3材料，但自从电子电气相关行业实行无铅化以来，产品应用的高温环境要求也相应地在不断提高，对材料的耐热性提出新的要求，因此，CEM-3材料达到以上的要求就有些力不从心，并且现有的一些高CTI的FR4板材也存在耐热性不好的问题。因此业界迫于研究出一种同时具备耐热性好、较高的CTI的电路板使用的树脂组合物。

随着电子技术的飞速发展，对树脂覆铜板提出了更高、更严苛的要求，如高Tg、高Td、低CTE、高耐热、高可靠性等。在覆铜板的生产过程中，可以通过合理添加填料达到或提高这些性能指标，满足客户一些特殊的要求。而现有的覆铜板在使用过程中存在耐温效果较差，达不到热冲击大于等于6次的要求。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种耐高温覆铜板及其制备工艺，本发明所要解决的问题是：如何提高覆铜板的耐热性能，提高覆铜板的强度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐高温覆铜板，包括铜箔层和绝缘胶层，所述绝缘胶层由以下重量百分数的原料组成：低溴环氧树脂60.73-64.73％、四官能环氧树脂0.34-2.34％、固化剂9.87-11.87％、改性硫酸钡17.11-19.11％、氢氧化铝5.86-7.86％、固化促进剂0.028-0.029％和偶联剂0.05-0.09％。

在一种优选的实施方式中，所述绝缘胶层由以下重量百分数的原料组成：低溴环氧树脂61.73-63.73％、四官能环氧树脂0.84-1.84％、固化剂10.37-11.37％、改性硫酸钡17.61-18.61％、氢氧化铝6.36-7.36％、固化促进剂0.0283-0.0287％和偶联剂0.06-0.08％。

在一种优选的实施方式中，所述绝缘胶层由以下重量百分数的原料组成：低溴环氧树脂62.73％、四官能环氧树脂1.34％、固化剂10.87％、改性硫酸钡18.11％、氢氧化铝6.86％、固化促进剂0.0285％和偶联剂0.07％。

在一种优选的实施方式中，所述低溴环氧树脂和四官能环氧树脂的固体量为70％，所述固化剂的固体量为10.7％，所述改性硫酸钡、氢氧化铝和固化促进剂的固体量为100％，所述偶联剂的固体量为0％。

在一种优选的实施方式中，所述固化促进剂为2-甲基咪唑、4-二甲氨基吡啶、2-乙基4-甲基咪唑或2-苯基咪唑中的一种，优选的固化促进剂为2-甲基咪唑，所述固化剂为双氰胺溶液，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

本发明还提供一种耐高温覆铜板的制备工艺，具体制备步骤如下：

步骤一：胶液的制备，按照上述重量份称取绝缘胶层的原料，将称取的改性硫酸钡和氢氧化铝高速搅拌均匀后作为填料备用，将称取的固化剂、固化促进剂和偶联剂在搅拌作用下混合均匀，完全溶解后加入称取的低溴环氧树脂和四官能环氧树脂，充分搅拌均匀后加入混合均匀的填料，经过高速搅拌混合均匀后得到绝缘层胶液备用；

步骤二：半固化片的制备，将步骤一中得到的绝缘层胶液经过电子级玻璃布浸渍得到预浸渍体，将得到的预浸渍体放入烘箱中加热使绝缘层胶液半固化，得到半固化片；

步骤三：覆铜板的制备，将得到的半固化片叠配在铜箔层上，经过热压压合得到耐高温覆铜板。

在一种优选的实施方式中，所述步骤一改性硫酸钡和氢氧化铝混合时高速搅拌的速率为800-900转/分钟，搅拌时间为20-30min，所述固化剂、固化促进剂和偶联剂混合时搅拌速率为1000-1200转/分钟，搅拌时间为2-4h，所述低溴环氧树脂和四官能环氧树脂与固化剂混合料混合时搅拌速率为1000-1200转/分钟，搅拌时间为2-4h，所述高速搅拌的搅拌速率为3000-4000转/分钟，搅拌时间为2-3h，利用多次搅拌使得胶液能够混合均匀，使得生产的覆铜板性能良好。

在一种优选的实施方式中，所述步骤二烘箱中的温度为110-120℃，所述预浸渍体在烘箱中加热处理的时间为3-8min，所述步骤二中得到的半固化片中胶液的厚度为80-160um，所述半固化片的挥发分为≤0.75，利用烘箱对预浸渍体进行进人能够生成半固化片，选择烘箱方便对加热温度和加热时间进行控制。

在一种优选的实施方式中，所述步骤一中高速搅拌均匀的绝缘层胶液经过熟化处理，熟化处理为在常温下以1000-1200转/分钟搅拌3-5h，熟化处理能够使得胶液更好的与电子级玻璃布浸渍，使得半固化片的质量更好。

在一种优选的实施方式中，所述步骤三中热压压合时的温度为150-200℃，所述热压压合的压力为35-45kg/m2，所述热压压合的时间为90-120min，在特定稳定度进行热压压合能够使得热压压合效果更好，使得胶液与铜箔层之间的层间粘结力更好。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明生产的耐高温覆铜板，通过采用改性硫酸钡和氢氧化铝作为填料，并且改性硫酸钡和氢氧化铝的质量比为2.5-2.7:1，改性硫酸钡和氢氧化铝混合作为填料能够使得覆铜板具有较高的耐温性能，使得覆铜板的耐热冲击效果显著提高，而且使得覆铜板的剥离强度提高，从而生产得到能够满足人们使用需求的耐高温覆铜板；

2、本发明的制备工艺简单，节能环保，生产得到的覆铜板耐热冲击次数能够达到12次，剥离强度达到1.2N/mm，CTI值可达到600V。

具体实施方式

下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供了一种耐高温覆铜板，包括铜箔层和绝缘胶层，所述绝缘胶层由以下重量百分数的原料组成：低溴环氧树脂61.73％、四官能环氧树脂1.34％、固化剂11.87％、改性硫酸钡17.61％、氢氧化铝6.36％、固化促进剂0.0285％和偶联剂0.06％。

在一种优选的实施方式中，所述低溴环氧树脂和四官能环氧树脂的固体量为70％，所述固化剂的固体量为10.7％，所述改性硫酸钡、氢氧化铝和固化促进剂的固体量为100％，所述偶联剂的固体量为0％。

在一种优选的实施方式中，所述固化促进剂为2-甲基咪唑、4-二甲氨基吡啶、2-乙基4-甲基咪唑或2-苯基咪唑中的一种，优选的固化促进剂为2-甲基咪唑，所述固化剂为双氰胺溶液，所述偶联剂为硅烷偶联剂。

本发明还提供一种耐高温覆铜板的制备工艺，具体制备步骤如下：

步骤一：胶液的制备，按照上述重量份称取绝缘胶层的原料，将称取的改性硫酸钡和氢氧化铝高速搅拌均匀后作为填料备用，将称取的固化剂、固化促进剂和偶联剂在搅拌作用下混合均匀，完全溶解后加入称取的低溴环氧树脂和四官能环氧树脂，充分搅拌均匀后加入混合均匀的填料，经过高速搅拌混合均匀后得到绝缘层胶液备用；

步骤二：半固化片的制备，将步骤一中得到的绝缘层胶液经过电子级玻璃布浸渍得到预浸渍体，将得到的预浸渍体放入烘箱中加热使绝缘层胶液半固化，得到半固化片；

步骤三：覆铜板的制备，将得到的半固化片叠配在铜箔层上，经过热压压合得到耐高温覆铜板。

在一种优选的实施方式中，所述步骤一改性硫酸钡和氢氧化铝混合时高速搅拌的速率为850转/分钟，搅拌时间为25min，所述固化剂、固化促进剂和偶联剂混合时搅拌速率为1100转/分钟，搅拌时间为3h，所述低溴环氧树脂和四官能环氧树脂与固化剂混合料混合时搅拌速率为1100转/分钟，搅拌时间为3h，所述高速搅拌的搅拌速率为3500转/分钟，搅拌时间为3h，利用多次搅拌使得胶液能够混合均匀，使得生产的覆铜板性能良好。

在一种优选的实施方式中，所述步骤二烘箱中的温度为115℃，所述预浸渍体在烘箱中加热处理的时间为5min，所述步骤二中得到的半固化片中胶液的厚度为120um，所述半固化片的挥发分为≤0.75，利用烘箱对预浸渍体进行进人能够生成半固化片，选择烘箱方便对加热温度和加热时间进行控制。

在一种优选的实施方式中，所述步骤一中高速搅拌均匀的绝缘层胶液经过熟化处理，熟化处理为在常温下以1100转/分钟搅拌4h，熟化处理能够使得胶液更好的与电子级玻璃布浸渍，使得半固化片的质量更好。

在一种优选的实施方式中，所述步骤三中热压压合时的温度为180℃，所述热压压合的压力为340kg/m

实施例2：

与实施例1不同的是，包括铜箔层和绝缘胶层，所述绝缘胶层由以下重量百分数的原料组成：低溴环氧树脂62.73％、四官能环氧树脂1.34％、固化剂10.87％、改性硫酸钡18.11％、氢氧化铝6.86％、固化促进剂0.0285％和偶联剂0.06％。

实施例3：

与实施例1-2均不同的是，包括铜箔层和绝缘胶层，所述绝缘胶层由以下重量百分数的原料组成：低溴环氧树脂63.73％、四官能环氧树脂2.34％、固化剂9.87％、改性硫酸钡18.11％、氢氧化铝5.8615％、固化促进剂0.0285％和偶联剂0.06％。

分别选取实施例1、实施例2和实施例3生产的耐高温覆铜板分别作为实验组1、实验组2和实验组3，并选取市售FR-4覆铜板作为对照组，分别测量选取的覆铜板耐热性能，测量结果如表一：

表一

由表一可以看出，采用本实施例生产的覆铜板较传统的FR-4覆铜板耐热冲击次数较多，说明本实施例生产的覆铜板具有较好的耐高温性能，而且采用实施例2的原料配比生产的覆铜板耐高温效果最好，通过采用改性硫酸钡和氢氧化铝作为填料，并且改性硫酸钡和氢氧化铝的质量比为2.5-2.7:1，改性硫酸钡和氢氧化铝混合作为填料能够使得覆铜板具有较高的耐温性能，使得覆铜板的耐热冲击效果显著提高，而且使得覆铜板的剥离强度提高，从而生产得到能够满足人们使用需求的耐高温覆铜板。

选取本实施例2生产的覆铜板和传统的FR-4覆铜板，然后对选取的覆铜板的性能进行测试，测试结果如表二：

表二

由表二可以看出，本实施例生产的覆铜板较传统的FR-4覆铜板剥离强度较高，而Tg温度高于FR-4覆铜板，抗弯强度也高于FR-4覆铜板，说明本实施例生产的覆铜板通过采用改性硫酸钡和氢氧化铝作为填料，改性硫酸钡和氢氧化铝混合作为填料能够使得覆铜板具有较高的耐温性能，使得覆铜板的耐热冲击效果显著提高，而且使得覆铜板的剥离强度提高，从而生产得到能够满足人们使用需求的耐高温覆铜板。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。