一种不锈钢基覆铜板丝印绝缘胶及丝印方法与流程

1.本发明属于覆铜板及丝印绝缘胶技术领域，具体涉及一种不锈钢基覆铜板丝印绝缘胶及丝印方法。


背景技术：

2.覆铜板(copper clad laminate)是制造印制电路板的重要基础材料，对电子元器件起支撑、互相连接、互相绝缘等作用；按不同的绝缘材料划分，覆铜板可分为有机树脂覆铜板、金属基覆铜板和陶瓷基覆铜板等。随着电子信息技术发展、电子元器件功率的增大，具有优异散热性能、良好机械加工性、尺寸稳定性高的金属基覆铜板的优势愈加显著。然而，传统的铝基或铜基覆铜板在一些酸碱环境下易产生微电池效应进而腐蚀电子元器件；为保障此类环境下电子元器件的使用功能及寿命，不锈钢基覆铜板就成为了更优的选择。
3.传统的金属基覆铜板一般由金属基板、环氧树脂系胶粘剂以及铜箔制备，其中环氧树脂系胶粘剂构成的绝缘介质层是影响覆铜板整体性能的关键。目前对应用领域小的不锈钢基覆铜板的系统研究尚不多见，其制备仍主要采用金属基覆铜板使用的常规胶粘剂，但人们在实际生产及应用中发现，由于基板材质、导热性质等的不同，常规胶粘剂制备的不锈钢基覆铜板在固化、结合、加工等多方面存在问题，可靠性较低。
4.有鉴于此，随着印制电路板应用环境的拓展和产品可靠性及寿命要求的不断增加，研发制作一种能够配合不锈钢基板制备覆铜板、使其满足特殊环境下性能需求的绝缘介质层意义重大。


技术实现要素：

5.基于背景技术所提问题，本发明的目的在于提供一种不锈钢基覆铜板丝印绝缘胶及丝印方法，旨在解决现有常规铝基或铜基覆铜板胶粘剂无法适配不锈钢基覆铜板的技术缺陷。
6.为了达成上述目的，本发明具体采用如下技术方案：
7.本发明提供了一种不锈钢基覆铜板丝印绝缘胶的制备方法，包括如下步骤：
8.1)以环氧树脂、液晶聚合物为基料，将二者加热并搅拌混合均匀；其中，液晶聚合物包括液晶环氧树脂和液晶聚芳酯；
9.2)向步骤1)所得混合基料中加入有机溶剂混匀，然后再加入组合橡胶搅匀；其中，组合橡胶包括氯丁橡胶和乙丙橡胶；
10.3)向步骤2)所得混合物中加入固化剂和有机溶剂搅匀，最终制得丝印绝缘胶。
11.作为上述方案的进一步优选，所述制备方法中各原料用量按重量份数计分别为：环氧树脂50-65份、液晶聚合物12-18份、组合橡胶22-30份、固化剂2-8份、有机溶剂50-70份。
12.作为上述方案的进一步优选，所述制备方法中各原料用量按重量份数计分别为：环氧树脂55份、液晶聚合物16份、组合橡胶24份、固化剂3.5份、有机溶剂60份。
13.作为上述方案的进一步优选，所述环氧树脂由e-51和npef-170按等质量比混合组成，其环氧值为0.41-0.47；所述固化剂为氨基磺酸铵、2-甲基咪唑、乙二醇胺硫酸酯、乙烯基醋酸酯中的至少两种；所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯和丙酮中的一种或多种。
14.作为上述方案的进一步优选，步骤1)所述液晶聚合物中液晶环氧树脂为热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂、液晶聚芳酯为热致液晶聚芳酯，二者质量之比为(8-13):5；步骤2)所述组合橡胶中氯丁橡胶为cr2441氯丁橡胶、乙丙橡胶为三元乙丙橡胶，二者质量之比为10:(5-7)。
15.本发明环氧树脂绝缘胶采用热致液晶聚芳酯配合热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂，目的是为了增加其形成液晶的趋势，从而使得绝缘胶在后续固化中液晶分子能够定向、有序排列，最终得到各项异性的环氧固化网络；所构成的液晶环氧网状结构能够大幅度提高绝缘胶固化后介质层的导热均匀性及热稳定性，弥补了不锈钢基板导热性能不足的同时避免了实际应用中绝缘胶介质层崩裂、爆板等现象的发生。
16.本发明丝印绝缘胶进一步还添加了cr2441氯丁橡胶和三元乙丙橡胶，cr2441氯丁橡胶结晶速度快、分子结构规整、内聚力高、粘结强度高，而三元乙丙橡胶具有优异的抗氧化、耐侵蚀性。本发明将二者组合混入，不仅赋予了绝缘胶优异的耐候性、耐酸碱性，从而能够匹配不锈钢基板应用于具有腐蚀性的特殊环境中，此外，在上述液晶聚合物构建的液晶环氧网状结构基础上，其还能够进一步破坏热应力集中，阻止应力裂纹的扩展，保障了覆铜板实际应用的可靠性。
17.作为上述方案的进一步优选，步骤3)加入固化剂和有机溶剂的同时还需加入羟基聚二甲基硅氧烷和纳米氧化铝、纳米氧化锆。加入羟基聚二甲基硅氧烷的目的是形成-si-o-链结构，进一步提高丝印绝缘胶的热稳定性和耐候性能；纳米氧化铝、纳米氧化锆则能够提高环氧树脂的导热性。
18.作为上述方案的进一步优选，所述羟基聚二甲基硅氧烷的加入量为环氧树脂的2.8wt％-4.0wt％；纳米氧化铝、纳米氧化锆的加入量均为环氧树脂的15wt％。
19.本发明还提供了一种不锈钢基覆铜板丝印绝缘胶，由上述制备方法制备得到。
20.本发明还提供了采用上述不锈钢基覆铜板丝印绝缘胶的丝印方法，包括以下步骤：
21.1)调整丝印机工作参数，安装不锈钢基板与填充所述不锈钢基覆铜板丝印绝缘胶；
22.2)启动隧道炉及送料泵，将丝印绝缘胶注胶至丝印网，随后启动丝印机进行自动丝印，得到半成品件；
23.3)在所得半成品件胶面固定铜箔，压制得到成品不锈钢基覆铜板。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.本发明针对不锈钢基覆铜板进行了系统研究和实验，制备了一种适用于不锈钢基板的绝缘胶。本发明采用热致液晶聚芳酯配合热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂构建液晶环氧网状结构，在此基础上进一步添加cr2441氯丁橡胶和三元乙丙橡胶制备得到丝印绝缘胶；本发明绝缘胶弥补了不锈钢基板导热性能的不足，此外，其还能够破坏热应力集中、阻止应力裂纹的扩展，避免了实际应用中绝缘胶介质层崩裂、爆板等现象的发生。本发明丝印绝缘
胶制备方法简单，适合工业化生产，具有很好的应用前景。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
27.除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，并非用于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
28.实施例1
29.本实施例提供一种不锈钢基覆铜板丝印绝缘胶，通过如下工艺制备：
30.1、按重量份数称取55份环氧树脂(e-51和npef-170各一半，环氧值为0.44)、16份液晶聚合物(热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂和热致液晶聚芳酯按质量比11:5)、24份组合橡胶(cr2441氯丁橡胶和三元乙丙橡胶(epdm三井3110m)质量比10:6)、3.5份固化剂(由2-甲基咪唑、乙二醇胺硫酸酯、乙烯基醋酸酯按等质量比组成)、60份有机溶剂(二甲苯、乙酸乙酯和丙酮等质量比组成)。
31.2、取e-51和npef-170环氧树脂，与热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂和热致液晶聚芳酯加热至190℃搅拌混合均匀；继续向其中加入3/4量的有机溶剂、cr2441氯丁橡胶和三元乙丙橡胶搅匀。
32.3、所得混合物加入固化剂、1.76份羟基聚二甲基硅氧烷、8.25份纳米氧化铝、8.25份纳米氧化锆和余量有机溶剂搅匀，即得一种丝印绝缘胶。
33.实施例2
34.本实施例提供一种不锈钢基覆铜板丝印绝缘胶，通过如下工艺制备：
35.1、按重量份数称取65份环氧树脂(e-51和npef-170各一半，环氧值为0.44)、12份液晶聚合物(热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂和热致液晶聚芳酯按质量比11:5)、30份组合橡胶(cr2441氯丁橡胶和三元乙丙橡胶(epdm三井3110m)质量比10:6)、7份固化剂(由2-甲基咪唑、乙二醇胺硫酸酯、乙烯基醋酸酯按等质量比组成)、65份有机溶剂(二甲苯、乙酸乙酯和丙酮等质量比组成)。
36.2、取e-51和npef-170环氧树脂，与热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂和热致液晶聚芳酯加热至190℃搅拌混合均匀；继续向其中加入3/4量的有机溶剂、cr2441氯丁橡胶和三元乙丙橡胶搅匀。
37.3、所得混合物加入固化剂、1.82份羟基聚二甲基硅氧烷、9.75份纳米氧化铝、9.75份纳米氧化锆和余量有机溶剂搅匀，即得一种丝印绝缘胶。
38.实施例3
39.本实施例提供一种不锈钢基覆铜板丝印绝缘胶，通过如下工艺制备：
40.1、按重量份数称取50份环氧树脂(e-51和npef-170各一半，环氧值为0.44)、18份液晶聚合物(热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂和热致液晶聚芳酯按质量比8:5)、22份组合橡胶(cr2441氯丁橡胶和三元乙丙橡胶(epdm三井3110m)质量比10:6)、2.5份固化剂(由2-甲
基咪唑、乙二醇胺硫酸酯、乙烯基醋酸酯按等质量比组成)、55份有机溶剂(二甲苯、乙酸乙酯和丙酮等质量比组成)。
41.2、取e-51和npef-170环氧树脂，与热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂和热致液晶聚芳酯加热至190℃搅拌混合均匀；继续向其中加入3/4量的有机溶剂、cr2441氯丁橡胶和三元乙丙橡胶搅匀。
42.3、所得混合物加入固化剂、1.8份羟基聚二甲基硅氧烷、7.5份纳米氧化铝、7.5份纳米氧化锆和余量有机溶剂搅匀，即得一种丝印绝缘胶。
43.实施例4
44.本实施例提供一种不锈钢基覆铜板丝印绝缘胶，通过如下工艺制备：
45.1、按重量份数称取55份环氧树脂(e-51和npef-170各一半，环氧值为0.46)、16份液晶聚合物(热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂和热致液晶聚芳酯按质量比13:5)、24份组合橡胶(cr2441氯丁橡胶和三元乙丙橡胶(epdm三井3110m)质量比10:7)、3.5份固化剂(由2-甲基咪唑、乙二醇胺硫酸酯、乙烯基醋酸酯按等质量比组成)、60份有机溶剂(二甲苯、乙酸乙酯和丙酮等质量比组成)。
46.2、取e-51和npef-170环氧树脂，与热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂和热致液晶聚芳酯加热至190℃搅拌混合均匀；继续向其中加入3/4量的有机溶剂、cr2441氯丁橡胶和三元乙丙橡胶搅匀。
47.3、所得混合物加入固化剂、2.09份羟基聚二甲基硅氧烷、8.25份纳米氧化铝、8.25份纳米氧化锆和余量有机溶剂搅匀，即得一种丝印绝缘胶。
48.实施例5
49.本实施例提供一种不锈钢基覆铜板丝印绝缘胶，通过如下工艺制备：
50.1、按重量份数称取55份环氧树脂(e-51和npef-170各一半，环氧值为0.42)、16份液晶聚合物(热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂和热致液晶聚芳酯按质量比12:5)、24份组合橡胶(cr2441氯丁橡胶和三元乙丙橡胶(epdm三井3110m)质量比2:1)、3.5份固化剂(由2-甲基咪唑、乙二醇胺硫酸酯按等质量比组成)、60份有机溶剂(二甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、乙酸乙酯和丙酮等质量比组成)。
51.2、取e-51和npef-170环氧树脂，与热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂和热致液晶聚芳酯加热至190℃搅拌混合均匀；继续向其中加入3/4量的有机溶剂、cr2441氯丁橡胶和三元乙丙橡胶搅匀。
52.3、所得混合物加入固化剂、1.76份羟基聚二甲基硅氧烷、8.25份纳米氧化铝、8.25份纳米氧化锆和余量有机溶剂搅匀，即得一种丝印绝缘胶。
53.对比例1
54.一种丝印绝缘胶，通过如下工艺制备：
55.1、按重量份数称取55份环氧树脂(e-51和npef-170各一半，环氧值为0.44)、16份热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂、24份组合橡胶(cr2441氯丁橡胶和三元乙丙橡胶(epdm三井3110m)质量比10:6)、3.5份固化剂(由2-甲基咪唑、乙二醇胺硫酸酯、乙烯基醋酸酯按等质量比组成)、60份有机溶剂(二甲苯、乙酸乙酯和丙酮等质量比组成)。
56.2、取e-51和npef-170环氧树脂，与热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂加热至190℃搅拌混合均匀；继续向其中加入3/4量的有机溶剂、cr2441氯丁橡胶和三元乙丙橡胶搅匀。
57.3、所得混合物加入固化剂、1.76份羟基聚二甲基硅氧烷、8.25份纳米氧化铝、8.25份纳米氧化锆和余量有机溶剂搅匀，即得一种丝印绝缘胶。
58.对比例2
59.一种丝印绝缘胶，通过如下工艺制备：
60.1、按重量份数称取55份环氧树脂(e-51和npef-170各一半，环氧值为0.44)、16份液晶聚合物(热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂和热致液晶聚芳酯按质量比11:5)、24份cr2441氯丁橡胶、3.5份固化剂(由2-甲基咪唑、乙二醇胺硫酸酯、乙烯基醋酸酯按等质量比组成)、60份有机溶剂(二甲苯、乙酸乙酯和丙酮等质量比组成)。
61.2、取e-51和npef-170环氧树脂，与热致甲基苯乙烯液晶环氧树脂和热致液晶聚芳酯加热至190℃搅拌混合均匀；继续向其中加入3/4量的有机溶剂、cr2441氯丁橡胶。
62.3、所得混合物加入固化剂、1.76份羟基聚二甲基硅氧烷、8.25份纳米氧化铝、8.25份纳米氧化锆和余量有机溶剂搅匀，即得一种丝印绝缘胶。
63.取上述实施例及对比例所制丝印绝缘胶，采用如下丝印方法制作不锈钢基覆铜板：
64.1)调整丝印机工作参数，安装不锈钢基板与填充所述不锈钢基覆铜板丝印绝缘胶；
65.2)启动隧道炉及送料泵，将丝印绝缘胶注胶至丝印网，随后启动丝印机进行自动丝印(丝印厚度15μm)，得到半成品件；
66.3)在所得半成品件胶面固定铜箔(铜箔胶液涂覆厚度70μm)，压制得到成品不锈钢基覆铜板。
67.检测结果如表1所示。
68.表1
[0069][0070]
其中，剥离强度检测方法为ipc-tm-6502.4.9；导热检测方法为astm d5470-2006；热应力检测方法为ipc-tm-650 2.6.8。
[0071]
由表1检测数据可知，本发明制备的丝印绝缘胶对不锈钢基板具有良好的适用性，有效克服了不锈钢基板自身导热性能不足以及现有铝基覆铜板胶粘剂无法适用于不锈钢基板而容易导致的介质层崩裂、爆板的问题。
[0072]
以上所描述的实施例仅表达了本发明的几种优选实施例，其描述较为具体和详细，但并不用于限制本发明。应当指出，对于本领域的技术人员来说，本发明还可以有各种
变化和更改，凡在本发明的构思和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。