基于马来酸酐官能化丁苯橡胶的低介电胶膜材料及其应用的制作方法

1.本发明属于介电胶膜材料技术领域，尤其是涉及一种基于马来酸酐官能化丁苯橡胶的低介电胶膜材料及其应用。


背景技术：

2.随着it产业以及即将到来的5g/6g产业的不断发展，这些高度信息化的产业需求大幅上涨，电子设备的高频化已然成为当今社会的发展趋势。尤其是通信产业的飞速发展，无线设备的普及，发展高频fpc(柔性电路板)以及pcb(印刷电路板)显得至关重要。
3.fpc与pcb材料的高频化发展中不仅需要基材具有低介电特性，材料的耐候性以及性能稳定性也是很重要的一方面。传统胶黏剂制备得到的材料介电常数较高，耐热性以及耐候性较差，进一步会导致介电损耗较高，加工困难以及使用寿命偏短。
4.如何发明一种胶黏产品使得制备的fpc与pcb产品具有低介电常数、高耐热性以及极佳的韧性等特点，是目前亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中缺乏具有低介电常数、高耐热性以及极佳的韧性的fpc或pcb产品的现状，本发明提供一种基于马来酸酐官能化丁苯橡胶的低介电胶膜材料及其应用。
6.通过本发明提供的基于马来酸酐官能化丁苯橡胶的低介电胶膜材料，制备得到的高频材料具有低介电常数、高耐热性以及极佳的韧性等特点。
7.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
8.本发明提供一种基于马来酸酐官能化丁苯橡胶的低介电胶膜材料，由以下重量百分含量的组分制备而成：
[0009][0010]
所述马来酸酐官能化丁苯橡胶是由丁苯共聚物接枝马来酸酐分子而成，分子式如下所示，所述马来酸酐官能化丁苯橡胶乙烯基含量在20％到60％之间，所述马来酸酐官能化丁苯橡胶的马来酸酐官能团含量在2个/分子链到20个/分子链之间。
[0011][0012]
在本发明的一个实施方式中，所述苯乙烯丁二烯共聚物的乙烯基含量在20％到90％之间，优选乙烯基含量在50％到90％之间。
[0013]
在本发明的一个实施方式中，所述苯乙烯丁二烯共聚物分子量(mn)在2000到10000之间，优选分子量(mn)在2500到6000之间。
[0014]
在本发明的一个实施方式中，所述马来酸酐官能化丁苯橡胶分子量(mn)在3000到10000之间，优选分子量(mn)在5000到10000之间。
[0015]
在本发明的一个实施方式中，所述马来酸酐官能化丁苯橡胶乙烯基含量在20％到35％之间。
[0016]
在本发明的一个实施方式中，所述马来酸酐官能化丁苯橡胶的马来酸酐官能团含量在6个/分子链到17个/分子链之间。
[0017]
在本发明的一个实施方式中，所述环氧树脂选择为分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，优选双酚a型环氧树脂。
[0018]
在本发明的一个实施方式中，所述交联剂选自三甲代烯丙基异氰酸酯(tmaic)、三烯丙基异氰脲酸酯(taic)或三聚氰酸三烯丙酯(tac)中的一种或几种的组合。
[0019]
在本发明的一个实施方式中，所述引发剂选自有机过氧类引发剂；所述有机过氧类引发剂包括二烷基过氧化物、氢过氧化物、过氧化酯、过氧化二酰；过氧化二碳酸酯中一种或几种的组合，优选为二烷基过氧化物或氢过氧化物，
[0020]
所述二烷基过氧化物选自过氧化二叔丁基或过氧化二异丙苯；所述氢过氧化物选自异丙苯过氧化氢或叔丁基过氧化氢。
[0021]
优选地，在本发明的一个实施方式中，所述引发剂选自过氧化二异丙苯(dcp)或二-(叔丁基过氧异丙基)苯(bibp)。
[0022]
本发明还提供基于马来酸酐官能化丁苯橡胶的低介电胶膜材料的制备方法，包括以下步骤：
[0023]
(1)将苯乙烯丁二烯共聚物、马来酸酐官能化丁苯橡胶、环氧树脂、交联剂以及引发剂加入溶剂中，机械搅拌，搅拌后形成具有一定黏度的透明的胶液；
[0024]
(2)将所得胶液通过涂布机涂在材料上，待胶液流平，经过热风干燥烘干溶剂，得到基于马来酸酐官能化丁苯橡胶的低介电胶膜材料。
[0025]
在本发明的一个实施方式中，步骤(1)中，所用溶剂为有机溶剂，选择甲苯、二甲苯、环己烷、氯仿、甲乙酮、环己酮或溶剂油中的单一溶剂或是两种或两种以上的混合溶剂。
[0026]
在本发明的一个实施方式中，步骤(2)中，所述热风温度60-140℃，优选60-80℃。
[0027]
本发明还提供基于马来酸酐官能化丁苯橡胶的低介电胶膜材料的应用，所述基于马来酸酐官能化丁苯橡胶的低介电胶膜材料用于制备高频fpc或高频pcb。
[0028]
本发明提供的胶膜以苯乙烯嵌段共聚物为基体，添加环氧树脂及马来酸酐官能化丁苯橡胶为改性材料。本发明胶膜具有优异的介电性能、良好的力学性能以及极佳的耐热性和粘合性。
[0029]
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
[0030]
1、传统的胶黏剂介电常数较高，适合低端类的电子设备，但不适合高频化类的产品；而本发明的主要组分为低介电常数低损耗的苯乙烯丁二烯共聚物，因此本发明胶膜材料适用于高频fpc或高频pcb。
[0031]
2、耐热性高。传统的胶黏剂由于一般大量使用丙烯酸酯、环氧树脂等，使得其耐热性存在较大的问题，本发明由于主要组分为可交联的苯乙烯丁二烯共聚物，交联后玻璃化温度极高，拥有很好的耐热性。
具体实施方式
[0032]
下面，用实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不仅限于实施例。对本领域的技术人员在不背离本发明的精神和保护范围的情况下做出的其它的变化和修改，仍包括在本发明保护范围之内。
[0033]
实施例1
[0034]
低介电胶膜制备的具体步骤如下：
[0035]
(1)按照表1的用量，将苯乙烯丁二烯共聚物、马来酸酐官能化的丁苯橡胶、三甲代烯丙基异氰酸酯、环氧树脂以及双(叔丁过氧化)对二异丙苯引发剂加入甲苯溶剂中，机械搅拌1000r/min，搅拌10min后形成具有一定黏度的透明的胶液；
[0036]
(2)将上述胶液通过涂布机涂在铜箔上，静置5min待胶液流平，再放入80℃的鼓风干燥箱中干燥5min，即得到带胶铜箔，铜箔上胶层厚度25微米。
[0037]
本实施例中，苯乙烯丁二烯共聚物为cray valley公司ricon100,乙烯基含量70％，数均分子量(mn)4500
[0038]
本实施例中，马来酸酐官能化丁苯橡胶为cray valley公司ricon184ma6，乙烯基含量20％-40％，数均分子量(mn)9900，马来酸酐官能团含量在6个/分子链。
[0039]
本实施例中，环氧树脂为e51。
[0040]
本实施例中，交联剂为tac。
[0041]
本实施例中，引发剂为bibp。
[0042]
测试：
[0043]
将干燥好的带胶膜的铜箔放入氮气烘箱将胶膜固化，温度为180℃，时间60min；然后通过蚀刻的方式去掉铜箔，可以得到表面无褶皱透明胶膜，用去离子水清两遍，然后放在80℃鼓风干燥箱中干燥2h，最后放在干燥皿中静置10min，按照标准ipc-tm-650 2.5.5测试胶膜的介电性能，介电常数为2.56，介电损耗为1.73*10-3
；按照标准ipc-tm-650 2.6.2.1测试胶膜的吸水率，吸水率为0.6％。
[0044]
实施例2
[0045]
低介电胶膜制备的具体步骤如下：
[0046]
(1)按照表1，将苯乙烯丁二烯共聚物、马来酸酐官能化的丁苯橡胶、三甲代烯丙基异氰酸酯、环氧树脂以及双(叔丁过氧化)对二异丙苯引发剂加入二甲苯溶剂中，机械搅拌
1000r/min，搅拌10min后形成具有一定黏度的透明的胶液；
[0047]
(2)将上述胶液通过涂布机涂在pet离型膜上，静置5min待胶液流平，再放入80℃的鼓风干燥箱中干燥5min，烘干溶剂，然后再在表面覆盖一层离型纸。即得到夹在离型膜与离型纸之间的纯胶膜，胶膜厚度20微米。
[0048]
本实施例中，苯乙烯丁二烯共聚物为cray valley公司ricon181，乙烯基含量20％-40％，数均分子量(mn)3200
[0049]
本实施例中，马来酸酐官能化丁苯橡胶为cray valley公司ricon184ma6，乙烯基含量20％-40％，数均分子量(mn)9900，马来酸酐官能团含量在6个/分子链。
[0050]
本实施例中，环氧树脂为e51。
[0051]
本实施例中，交联剂为taic。
[0052]
本实施例中，引发剂为dcp。
[0053]
测试：
[0054]
将纯胶膜表面的离型纸剥离，然后将胶膜贴敷在聚酰亚胺薄膜上，并去除另一侧的pet离型膜，然后再在胶膜上方再覆盖一层表面粗糙的电解铜箔，通过热压的方式压合，将电解铜箔粘结在聚酰亚胺表面上，得到表面覆铜的聚酰亚胺板材。热压温度为190℃，压力2.4mpa，时间70min。
[0055]
取出热压好的样品裁切成2cm宽，8cm长的测试样条，按照ipc-tm-6502.4.8标准测试剥离强度，测试得剥离强度为0.8n/mm。
[0056]
取出热压好的样品裁切成5cm*5cm大小的方块测试样品的耐热性，按照ipc-tm-650 2.4.13标准测试，在288℃锡炉中浸锡10s，共3次，无气泡产生。
[0057]
实施例3-5
[0058]
低介电胶膜制备的具体步骤如下：
[0059]
(1)按照表1，将苯乙烯丁二烯共聚物、马来酸酐官能化的丁苯橡胶、三甲代烯丙基异氰酸酯、环氧树脂以及双(叔丁过氧化)对二异丙苯引发剂加入甲苯溶剂中，机械搅拌1000r/min，搅拌10min后形成具有一定黏度的透明的胶液；
[0060]
(2)将上述胶液通过涂布机涂在pet离型膜上，静置5min待胶液流平，再放入80℃的鼓风干燥箱中干燥5min，烘干溶剂，然后再在表面覆盖一层离型纸。即得到夹在离型膜与离型纸之间的纯胶膜，胶膜厚度20微米。
[0061]
本实施例中，苯乙烯丁二烯共聚物为cray valley公司ricon100，乙烯基含量70％，数均分子量(mn)4500。
[0062]
本实施例中，马来酸酐官能化丁苯橡胶为cray valley公司ricon184ma6，乙烯基含量20％-40％，数均分子量(mn)9900，马来酸酐官能团含量在6个/分子链。
[0063]
本实施例中，环氧树脂为e51。
[0064]
本实施例中，交联剂为taic。
[0065]
本实施例中，引发剂为dcp。
[0066]
测试：
[0067]
将实施例3所得纯胶膜表面的离型纸剥离，然后将胶膜贴敷在聚酰亚胺薄膜上，并去除另一侧的pet离型膜，然后再在胶膜上方再覆盖一层表面粗糙的电解铜箔，通过热压的方式压合，将电解铜箔粘结在聚酰亚胺表面上，得到表面覆铜的聚酰亚胺板材。热压温度为
180℃，压力2mpa，时间80min。
[0068]
取出热压好的样品裁切成2cm宽，8cm长的测试样条，按照ipc-tm-6502.4.8标准测试剥离强度，测试得剥离强度为0.9n/mm。
[0069]
取出热压好的样品裁切成5cm*5cm大小的方块测试样品的耐热性，按照ipc-tm-650 2.4.13标准测试，在288℃锡炉中浸锡10s，共3次，无气泡产生。
[0070]
取出热压好的样品通过蚀刻的方式去掉铜箔，可以得到表面无褶皱透明改性后的聚酰亚胺薄膜，用去离子水清两遍，然后放在80℃鼓风干燥箱中干燥2h，最后放在干燥皿中静置10min，按照标准ipc-tm-650 2.5.5测试胶膜的介电性能，介电常数为3.31，介电损耗为2.52*10-3
；按照标准ipc-tm-650 2.6.2.1测试胶膜的吸水率，吸水率为0.7％。
[0071]
表1不同实施例中各组分的用量
[0072][0073]
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。