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半固化片、电路基板和印制电路板

文献发布时间：2023-06-19 19:27:02

技术领域

本发明涉及电子工业技术领域，特别是涉及半固化片、电路基板和印制电路板。

背景技术

目前，多使用印制电路板(PCB)来承载电子器件，而覆铜板等电路基板作为PCB的基板材料，其主要作用为导电、绝缘和支撑。

由于电子器件工作时的散热会使PCB的整体温度逐渐提升，不仅会引起电子器件变形，而且会导致PCB与电子器件连接失效。所以，随着电子器件制程的进展，对于电路基板的耐热性、玻璃化转变温度(Tg)以及热膨胀系数(CTE)要求越来越严格。然而，传统技术中通常使用氰酸酯和双马来酰亚胺树脂制备电路基板，虽然氰酸酯和双马来酰亚胺树脂在高温下能够聚合形成稳定的三嗪环结构，但氰酸酯和双马来酰亚胺树脂的吸湿性均较差，会导致电路基板容易受热分层，耐热性能较差，且由于组分较为简单，电路基板的CTE和Tg不佳。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种半固化片、电路基板和印制电路板，所述电路基板具有高的耐热性、玻璃转化温度以及低的热膨胀系数、吸湿性，采用所述电路基板制成的印制电路板能够稳定的承载电子器件。

一种半固化片，包括增强材料以及附着于所述增强材料上的树脂组合物，所述树脂组合物的原料包括联苯型多马来酰亚胺、多官能团环氧化合物、苯并噁嗪树脂以及填料；

其中，所述联苯型多马来酰亚胺与所述多官能团环氧化合物的质量比为1:0.7-1:1，所述联苯型多马来酰亚胺、所述多官能团环氧化合物的质量之和与所述苯并噁嗪树脂的质量比为0.8:1-1.2:1。

在其中一个实施例中，所述联苯型多马来酰亚胺的极性基团的摩尔量小于20％。

在其中一个实施例中，所述联苯型多马来酰亚胺选自结构式如式(1)所示的联苯型多马来酰亚胺，

式(1)中，R

在其中一个实施例中，所述多官能团环氧化合物选自结构式如式(2)所示的环氧化合物，

式(2)中，R

在其中一个实施例中，所述R

在其中一个实施例中，所述苯并噁嗪树脂选自二胺型苯并噁嗪树脂或杂环型苯并噁嗪树脂中的至少一种。

在其中一个实施例中，以所述联苯型多马来酰亚胺、多官能团环氧化合物以及苯并噁嗪树脂的用量之和为100重量份计，所述填料的用量为120重量份-180重量份。

在其中一个实施例中，所述填料选自勃姆石、氧化铝或硅微粉中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述树脂组合物中还包括偶联剂、催化剂、阻燃剂中的至少一种。

一种电路基板，包括绝缘层和设于所述绝缘层至少一表面上的导电层，其中，所述绝缘层由一张或至少两张叠合的所述的半固化片压制而成。

一种采用如上述所述的电路基板制成的印制电路板。

本发明树脂组合物的原料中，联苯型多马来酰亚胺可以降低电路基板的吸水率，提高电路基板的耐热性能，多官能团环氧化合物可以提高电路基板的Tg，苯并噁嗪树脂可以提高电路基板的耐热性能和降低CTE；同时，多官能团环氧化合物可以控制联苯型多马来酰亚胺与苯并噁嗪树脂的反应进程，苯并噁嗪树脂又能促进联苯型多马来酰亚胺与多官能团环氧化合物反应。从而，通过树脂组合物中三种树脂种类的选择、配比的控制以及填料的填充，使得用其制成的电路基板具有高的耐热性、玻璃转化温度以及低的热膨胀系数、吸湿性，进而，采用所述电路基板制成的印制电路板能够更稳定的承载电子器件。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更详细的描述。但是，应当理解，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式或实施例。相反地，提供这些实施方式或实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式或实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”的可选范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。

本发明提供的半固化片，包括增强材料以及附着于所述增强材料上的树脂组合物，所述树脂组合物的原料包括联苯型多马来酰亚胺、多官能团环氧化合物、苯并噁嗪树脂以及填料。

本发明树脂组合物的原料中，联苯型多马来酰亚胺中含有联苯基团，能够降低其吸水率，从而能够提高电路基板的耐热性，但是，其又会影响反应后的交联密度，从而影响电路基板的Tg及CTE。多官能团环氧化合物中含有多个可反应的环氧基团，能够提高树脂体系交联密度，从而改善电路基板的Tg和CTE，但是，多官能团环氧化合物与联苯型多马来酰亚胺不会单独产生交联反应。

于是，本发明引入苯并噁嗪树脂作为固化剂使用，可以与马来酰亚胺基和环氧基反应，其结构中的苯环能够有效的提升整体的耐热性和Tg，同时，苯并噁嗪可与环氧基团和马来酰亚胺基团形成三维立体交联结构，在固化环氧和双马的同时，能够有效地降低电路基板的CTE。

进而，本发明的树脂组合物中，苯并噁嗪树脂是结合联苯型多马来酰亚胺与多官能团环氧化合物的桥梁，同时多官能团环氧化合物又可以控制联苯型多马来酰亚胺与苯并噁嗪树脂的反应进程，三者之间能够相互配合。

而在配合时，若联苯型多马来酰亚胺的比例偏大，则会导致电路基板的吸水率偏高，比例偏小则会导致Tg偏低；若多官能团环氧化合物的比例偏大，则会与苯并噁嗪过度反应，无法形成三种树脂的互相交联，若比例偏小，组合物高温下的反应速率过快，影响性能；若苯并噁嗪树脂的比例偏大，苯并噁嗪易发生自聚反应，造成Tg偏低，偏小则固化效果差，导致环氧基团和马来酰亚胺基团无法反应完全，影响耐热性和吸水性。因此，本发明进一步限定所述联苯型多马来酰亚胺与所述多官能团环氧化合物的质量比为1:0.7-1:1，所述联苯型多马来酰亚胺和所述多官能团环氧化合物的质量之和与所述苯并噁嗪树脂的质量比为0.8:1-1.2:1。

从而，本发明通过树脂组合物中三种树脂种类的选择、配比的控制以及填料的填充，使得用其制成的电路基板具有高的耐热性、玻璃转化温度以及低的热膨胀系数、吸湿性，进而，采用所述电路基板制成的印制电路板能够更稳定的承载电子器件。

由于马来酰亚胺基团极性较大，在一实施方式中，所述联苯型多马来酰亚胺的极性基团的摩尔量优选小于20％，进一步优选为13％-16％，能够更好的降低树脂的吸水性，提高电路基板的耐热性等性能。

为了进一步改善电路基板的耐热性等性能，在一实施方式中，所述联苯型多马来酰亚胺选自结构式如式(1)所示的联苯型多马来酰亚胺，

式(1)中，R

可选的，所述联苯型多马来酰亚胺可以由马来酸酐与2,2-二氨基联苯在DMF溶剂中，加入乙酸钠和乙酸酐，在90℃进行预聚反应制备得到。

在一实施方式中，所述多官能团环氧化合物选自结构式如式(2)所示的环氧化合物，该结构的多官能团环氧化合物对于CTE、Tg等性能的提升尤为明显。

式(2)中，R

进一步的，所述R

在一实施方式中，所述苯并噁嗪树脂选自二胺型苯并噁嗪树脂或杂环型苯并噁嗪树脂中的至少一种，二胺型苯并噁嗪树脂或杂环型苯并噁嗪树脂中含有多个碳环结构，能够进一步提升电路基板的耐热性和Tg。

为了进一步提升电路基板的耐热性和降低其CTE，在一实施方式中，以所述联苯型多马来酰亚胺、多官能团环氧化合物以及苯并噁嗪树脂的用量之和为100重量份计，所述填料的用量为120重量份-180重量份，且所述填料优选为无机填料，进一步优选自勃姆石、氧化铝或硅微粉中的至少一种。

在一实施方式中，所述树脂组合物中还包括偶联剂、催化剂、阻燃剂中的至少一种；其中，以所述联苯型多马来酰亚胺、多官能团环氧化合物以及苯并噁嗪树脂的用量之和为100重量份计，所述偶联剂的用量为0.5重量份-1重量份；所述催化剂的用量为0.5重量份-1重量份；所述阻燃剂的用量为5重量份-10重量份。

可选的，所述偶联剂选自硅烷偶联剂，优选为氨基硅烷偶联剂、乙烯基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂中的至少一种。

可选的，所述阻燃剂选自DOPO阻燃剂、六氯环三磷腈或氢氧化镁中的至少一种。

可选的，所述催化剂选自咪唑类催化剂、DCP自由基引发剂、羧酸盐阳离子催化剂中的至少一种，以进一步调节联苯型多马来酰亚胺、多官能团环氧化合物以及苯并噁嗪树脂之间的反应速率。

本发明半固化片的具体制备方法不作限制，在其中一个实施例中，将树脂组合物与溶剂混合，制得胶液，然后采用玻璃纤维布等增强材料浸渍胶液并干燥后获得半固化片，本发明对溶剂种类不作限制，可选的，所述溶剂优选为有机溶剂，包括丙酮、丁酮、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯、甲苯、二甲苯、环己酮中的至少一种。

本发明还提供一种电路基板，包括绝缘层和设于所述绝缘层至少一表面上的导电层，其中，所述绝缘层由一张或至少两张叠合的所述半固化片压制而成。

本发明还提供一种印制电路板，主要由所述电路基板通过钻孔板、整孔、微蚀、预浸、活化、加速、化学铜和铜加厚等工艺制成印制电路板。

以下，将通过以下具体实施例对所述半固化片、电路基板和印制电路板做进一步的说明。

实施例1

将25重量份的联苯型多马来酰亚胺，联苯型多马来酰亚胺的结构式参照式(1)，但R

将树脂组合物浸渍在电子级玻纤布上，经过热风循环烤箱160℃烘烤3min，得到半固化片。