本發(fā)明屬于印刷線路板(PCB)設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域,具體涉及一種含軟性填料制作的阻燃覆銅板組合物。

背景技術(shù)：

近五十年來，諸如焊料、焊膏之類的鉛及其合金等在電子PCB的電鍍、HASL、焊接和組裝等加工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。如果這些含鉛電子產(chǎn)品在制造、加工、儲運(yùn)和廢棄過程中處置不當(dāng)，鉛及其鉛離子就會滲透入土壤和水源中，造成污染并通過魚、蝦、蔬菜等食物鏈、呼吸、飲水等物質(zhì)循環(huán)途徑進(jìn)入人體。鉛會在人體血液中積累，達(dá)到一定濃度時會引起中毒，表現(xiàn)為多動癥、注意力不集中、智力減退甚至癡呆；消化系統(tǒng)會引起食欲不振、腹痛、腹瀉或便秘等；造血系統(tǒng)表現(xiàn)為貧血、缺鋅；對小孩會引起發(fā)育遲緩等。從而在20世紀(jì)90年代引起了科學(xué)家和各國政府的高度重視。

2003年2月13號，歐盟頒布了RoHS和WEEE兩大指令，要求“2006年7月1號起，新投放到歐洲市場的電氣電子產(chǎn)品不得含有：鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯(lián)苯(PBB)和多溴二苯醚(PBDE)等6種有毒物質(zhì)”。而作為世界工廠及世界PCB產(chǎn)量第一的中國，必定會緊隨歐洲的步伐，實(shí)現(xiàn)無鉛化。

在印刷線路板(PCB)制造行業(yè)，為適應(yīng)無鉛焊料的推廣，須相應(yīng)提高覆銅板的耐熱性、降低的膨脹系數(shù)，前期業(yè)界的做法通常是在樹脂基板配方中加入SiO₂、Al₂O₃、Al(OH)₃、Mg(OH)₂等礦物填料或無機(jī)填料，但以上填料都有一個共同特點(diǎn)，莫氏硬度較高。業(yè)界習(xí)慣性把硬度分為三段：莫氏硬度10-8為高硬度、莫氏硬度7-4為中硬度，莫氏硬度3以下為低硬度(軟性材料)，含有中高莫氏硬度填料的覆銅板在鉆孔加工及鑼外形時對鉆咀及鑼刀的磨損很大，所占成本比例較高。

因此，為適應(yīng)無鉛焊料的發(fā)展趨勢，開發(fā)軟性材料的覆銅板和半固化片已成為業(yè)界的一個必然選擇，開發(fā)軟性填料并對其進(jìn)行物理和化學(xué)改性不僅可以改善磨損的問題、可降低成本，還能改進(jìn)覆銅板的熱膨脹系數(shù)、彎曲強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性等，因此前景看好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)印刷線路板(PCB)高硬度的缺陷，以降低對鉆咀及鑼刀的磨損，從而降低加工成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，提供符合環(huán)保要求的一種含軟性填料制作的阻燃覆銅板組合物，為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種含軟性填料的阻燃覆銅板組合物，按重量份數(shù)計(jì)其第一層配比包括：

阻燃環(huán)氧樹脂，添加量為60～90份；

軟性復(fù)合填料，添加量為10～40份；

固化劑，添加量為阻燃環(huán)氧樹脂量的0.5～5％；

促進(jìn)劑，添加量為阻燃環(huán)氧樹脂量的0.05～1％；

溶劑，添加量為配方固體總量的30～60％。

所述阻燃環(huán)氧樹脂包括含磷環(huán)氧樹脂、含溴環(huán)氧樹脂或與無磷溴環(huán)氧樹脂按任意比例的混合物。

所述含磷環(huán)氧樹脂為具有如下A型支鏈或B型支鏈的結(jié)構(gòu)式(1)至結(jié)構(gòu)式(3)的任何一種或結(jié)構(gòu)式(1)至結(jié)構(gòu)式(3)中任意比例的混合物：

(n＝1-1000,本發(fā)明下文同此值范圍)(1)

或

或

所述含溴環(huán)氧樹脂具有結(jié)構(gòu)式(4)和結(jié)構(gòu)式(5)的任何一種或結(jié)構(gòu)式(4)和結(jié)構(gòu)式(5)中任意比例的混合物：

所述無磷溴環(huán)氧樹脂具有結(jié)構(gòu)式(6)至結(jié)構(gòu)式(14)結(jié)構(gòu)中的任何一種或結(jié)構(gòu)式(6)至結(jié)構(gòu)式(14)的任意比例的混合物：

一種含軟性填料的阻燃覆銅板組合物，所述軟性復(fù)合填料為第二層配比，包括但不限于硅元素、鎂元素、鋁元素、銻元素、鋇元素的氧化物和硫酸鹽的共熔體、共晶體或混合體的粉末，按重量份數(shù)計(jì)：

鋁元素，以Al₂O₃計(jì)含量為26％-82％或更優(yōu)選為55％-80％；

鋇元素，以BaO計(jì)含量為4-47％或更優(yōu)選為10％-30％；

鎂元素，以MgO計(jì)含量為12％-81％或更優(yōu)選為50％-80％；

銻元素，以Sb₂O₃計(jì)含量為7-75％或更優(yōu)選為20％-50％；

硅元素，以SiO₂計(jì)含量為17％-73％或更優(yōu)選為40％-70％；

硫酸鹽，以SO₄^-2計(jì)含量為3-29％或更優(yōu)選為5％-14％。

所述粉末的特性表現(xiàn)為平均粒徑D₅₀小于8微米且D₉₇小于24微米、亨氏白度大于85、莫氏硬度小于2.3、水中可溶物小于0.10％、PH值6-9、透光率大于88、水分小于1％。

所述固化劑包括結(jié)構(gòu)式(15)的雙氰胺、4，4二氨基二苯甲烷(DDM)、4，4二氨基二苯醚(DDE)、4，4二氨基二苯砜(DDS)等芳香族二苯胺的任何一種或任意比例的混合物。

所述促進(jìn)劑包括2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、N-甲基咪唑、2－苯基咪唑、三氟化硼胺單乙胺、硼酸的任何一種或任意比例的混合物。

所述溶劑包括二甲基甲酰胺、丙酮、丁酮、環(huán)己酮、丙二醇甲醚、丙二醇甲醚醋酸脂、乙二醇甲醚的任何一種或任意比例的混合物。

一種含軟性填料的阻燃覆銅板組合物，其中含有軟性復(fù)合填料膠液的制備方法包括三個步驟：

第一步，按第一層配比把環(huán)氧樹脂、固化劑、固化促進(jìn)劑和有機(jī)溶劑攪拌混合，生產(chǎn)可在40℃-110℃高溫下固化的環(huán)氧樹脂膠液；

第二步，隨后在高剪切分散混合狀態(tài)下按第二層配比加入軟性復(fù)合填料。

第三步，以該種膠液采取浸漬工藝或?qū)訅旱裙に噷⒉ＡР忌夏z，制備出雙面覆銅板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

主要的化學(xué)成分為硅元素、鎂元素、鋁元素、銻元素、鋇元素的氧化物和硫酸鹽的共熔體、共晶體或混合體的粉末，原料資源豐富、價格低廉，具有特殊層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)存在強(qiáng)烈的共價鍵作用，層間存在靜電引力以及層板與層間陰離子間存在靜電吸引、氫鍵等非共價鍵弱相互作用，因此具有一定的熱穩(wěn)定性；其對多種微生物和菌類的生長有顯著的抑制作用；莫氏硬度低，可減少對加工設(shè)備的磨損，顯著降低加工成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例2-1鉆咀磨損結(jié)果照片；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2-2鉆咀磨損結(jié)果照片；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例2-2鉆咀磨損結(jié)果照片；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例3-1鉆咀磨損結(jié)果照片；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例3-2鉆咀磨損結(jié)果照片；

圖6是本發(fā)明實(shí)施例3-3鉆咀磨損結(jié)果照片。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明。

第一組實(shí)施例(1.1-1.12)

在以下表1中匯總了實(shí)施例1.1-1.12獲得的軟性復(fù)合填料以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的化學(xué)成分配比與硬度。

第二組實(shí)施例(2.1-2.3)

在以下表2中匯總了實(shí)施例2.1-2.3獲得的以軟性復(fù)合填料制得的印刷線路板(PCB)膠液配方：

軟性復(fù)合填料：采用第一組實(shí)施例(1.1和1.7)所制得的軟性復(fù)合填料各占重量50％混合而成。

阻燃環(huán)氧樹脂：環(huán)氧當(dāng)量為268g/Eq。

固化劑：雙氰胺(DICY，純度>99.5％)。

促進(jìn)劑：2-甲基咪唑(2-MI，純度>99.0％)。

溶劑：丙酮、二甲基甲酰胺(DMF)中的一種或者二種。

上述物質(zhì)的配比見表2所列。

含有軟性復(fù)合填料膠液的制備方法，包括三個步驟：

第一步，按表2配方把環(huán)氧樹脂、固化劑、固化促進(jìn)劑和有機(jī)溶劑攪拌混合，生產(chǎn)可在60℃-100℃高溫下固化的環(huán)氧樹脂膠液；

第二步，隨后在高剪切分散混合狀態(tài)下加入軟性復(fù)合填料。

第三步，以該種膠液經(jīng)過玻璃布上膠，層壓等工藝，制備出雙面覆銅板。覆銅板測試結(jié)果見表4。

對比例(3.1～3.3)

按照第二組實(shí)施例(2.1-2.3)的方法，采用表3所示的配方制備氧化鋁、氫氧化鋁、硅微粉填充環(huán)氧樹脂膠液復(fù)合材料。其中，氧化鋁粒徑約為0.8μm，容積密度為3.9g/cm3。氫氧化鋁徑約為1.8μm，容積密度為2.4g/cm³；硅微粉平均粒徑為6.5μm。比表面積>0.65m2/g，松散密度為0.75g/cm3，純度>99.5％。

以該種膠液經(jīng)過玻璃布上膠，層壓等工藝，制備出雙面覆銅板。覆銅板測試結(jié)果見表5。

測試方法：

(1)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，測試方法采用差示掃描量熱法(DSC)。

(2)熱分層時間(T-288)，測試方法采用熱機(jī)械分析法(TMA)。

(3)熱膨脹系數(shù)(CTE)，測試方法采用熱機(jī)械分析法(TMA)。

(4)燃燒性，按美國UL94標(biāo)準(zhǔn)垂直燃燒法。

(5)鉆3000孔，鉆咀磨損結(jié)果見圖1至圖6。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。

本發(fā)明的第一組實(shí)施例和第二組實(shí)施例具有如下有益效果在于：

主要的化學(xué)成分為硅元素、鎂元素、鋁元素、銻元素、鋇元素的氧化物和硫酸鹽的共熔體、共晶體或混合體的粉末，原料資源豐富、價格低廉，具有特殊層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)存在強(qiáng)烈的共價鍵作用，層間存在靜電引力以及層板與層間陰離子間存在靜電吸引、氫鍵等非共價鍵弱相互作用，因此具有一定的熱穩(wěn)定性；具有特殊的化學(xué)組成，其對多種微生物和菌類的生長有顯著的抑制作用；莫氏硬度低，可減少對加工設(shè)備的磨損，顯著降低加工成本。

表1軟性復(fù)合填料(以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的化學(xué)成分配比與硬度)

(續(xù))表1軟性復(fù)合填料(以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)的化學(xué)成分配比與硬度)

表2軟性復(fù)合填料填充的膠液配方

表3氧化鋁、氫氧化鋁、硅微粉填充的膠液的配方

表4實(shí)施例覆銅板測試結(jié)果

表5對比例覆銅板測試結(jié)果