[发明专利]一种热膨胀系数低的热固性树脂组合物、预浸料及覆金属箔板

说明书

技术领域

本发明涉及一种热固性树脂组合物、预浸料及覆金属箔板，尤其涉及一种覆金属箔板用热固性树脂组合物、预浸料及覆金属箔板。

背景技术

覆金属箔板是将电子玻纤布或其它增强材料浸以树脂液，一面或双面覆以金属箔并经热压而制成的一种板状材料，被称为覆金属箔层压板(Copper Clad Laminate，CCL)，简称为覆金属板。覆金属箔板是制造印制线路板（Printed Circuit Board，简称PCB）的基板材料，PCB是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间的电气互连，都要使用印制板。覆金属箔板在整个印制电路板上，主要担负着导电、绝缘和支撑三个方面的功能。

覆金属箔板中的树脂液一般使用热固性树脂组合物。热固性树脂是指树脂在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下，进行化学反应，交联固化成为不熔物质的一大类合成树脂。常用的热固性树脂有酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺－甲醛树脂、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯、聚酰亚胺等。热固性树脂和固化剂、促进剂、填料等组成热固性树脂组合物，再经调制成为树脂液在覆金属箔板中使用。为了使覆金属箔板具有低的热膨胀系数（CTE），通常在树脂液中会添加填料。

以往覆金属箔板（例如CEM-3）中使用填料时，多采用氢氧化铝和氢氧化镁。但氢氧化铝200多摄氏度就开始分解，不耐热冲击，230℃，300℃，530℃三个阶段释放出结晶水，容易导致板材分层起泡，所以，要进行热处理；而氢氧化镁价格偏贵。

二氧化硅（SiO₂）则具有优异的物理特性，如具有高绝缘性、高热传导性、高热稳定性、耐酸碱性、耐磨性、低的热膨胀系数、低介电常数等，以及较低的价格优势，很有开发利用价值。随着二氧化硅自身表面处理条件的改进，改善了它与树脂体系的相容性，所以以二氧化硅作主料制成的填料硅微粉应用到覆金属箔板中，不但可降低成本，还能改进覆金属箔板的某些性能（如热膨胀系数、弯曲强度、尺寸稳定性等），因此前景看好。

硅微粉是由天然石英（SiO₂）或熔融石英（天然石英经高温熔融、冷却后的非晶态SiO₂）经破碎、球磨（或振动、气流磨）、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道工艺加工而成的微粉。

电子行业无铅化推动了硅微粉填料在覆金属箔板的应用。以往的有铅焊料Sn-Pb（37%Pb）的铅焊材料最低共熔点为183℃，目前具有代表性无铅化并可实施的焊料Sn-Ag-Cu系等的最低共熔点为217℃。焊接温度的提升，对各种元器件、印制电路板（PCB）基材等提出了更高的耐热性及可靠性要求。PCB无铅制程要求板材具有低的热膨胀系数（CTE），对于覆金属箔板而言，提高耐热性的最主要途径是降低板材的CTE。而添加填料是目前降低CTE最经济、最有效的方法。目前降低板材CTE最通用的方法是在覆金属箔板中引入无机粉体材料。环氧树脂的热膨胀系数为(30-50)ppm/℃，而二氧化硅的热膨胀系数为(0.5-9)ppm/℃。向环氧树脂中添加大量硅微粉，这样就可降低板材的热膨胀系数，同时降低吸水率、内部应力、收缩率，从而使覆金属箔板适应无铅焊接的要求。

二氧化硅由于其优异的化学稳定性、低的热膨胀系数，是目前在覆金属箔板行业中使用最多的填料。但二氧化硅的缺点是硬度高，莫氏硬度为7，对设备磨损大。尤其影响大的是下游PCB厂家的加工成本的明显提高，如钻孔，铣板成本以及冲压模具成本的提高。为了改善粉体的加工性，改变粉体成份成为考虑的方法之一。

CN102088820A公开了一种铜箔基板，包含有一玻璃纤维基板以及至少一铜箔结合于该玻璃纤维基板的至少一侧面上；其中该玻璃纤维基板是由一玻璃纤维布含浸于一含浸液中，以制成半固胶片，然后半固胶片结合铜箔经加压加热后制成该铜箔基板，其中该含浸液包含有树脂以及5-80PHR的填料，而该填料为由二氧化硅与一种或一种以上IIA或IIIA金属氧化物所共构成的非结晶性网状结构复合材料，该铜箔基板具有适当的硬度与线膨胀系数。虽然该具有铜箔基板较低的硬度，但热膨胀系数仍较大。因此，还有待开发一种树脂组合物，其添加填料后在覆金属箔板中可以满足低的热膨胀系数的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对目前使用的树脂液制作覆金属箔板后热膨胀系数较大的问题，提供一种热固性树脂组合物。本发明提供的热固性树脂组合物不仅了改善电子基板的加工性，同时使制得的覆金属箔板具有较低的热膨胀系数。