[发明专利]一种低介质损耗高导热树脂组合物及其制备方法及用其制作的半固化片、层压板

说明书

技术领域

本发明涉及属于印制电路用覆铜箔层压板领域领域，尤其涉及一种低介质损耗高导热树脂组合物及其制备方法及用其制作的半固化片、层压板。

背景技术

印刷线路板(PCB)适用于从消费性电子设备至巨型计算机的众多应用，现今持续增长的复杂电子设备对印刷线路板中高效且性价比高的热控制技术提出了更高的要求。因此，目前急需高效的散热印刷电路板材料。而随着计算机、通讯设备及通讯技术的高速发展，信号传输的可靠性已是人们最为关心的重点，其中信息失真控制是技术的关键，电路基板材料的介电性能越来越受到设计者的关注。为了高速传输及处理大量的信息，操作信号趋向高频化，因此对电路基板材料的介电性能、以及线路板加工的精细度和线路精确度都提出更高的要求。

PCB板通常由非传导性的基材与半固化片叠层而成。在PCB制造过程中，几层至十层半固化片与顶部和底部的铜箔片结合，并一起经热压形成完整的PCB。一般而言，半固化片是由预浸有一定量环氧树脂的增强材料(例如玻纤布)组成。固化后的环氧树脂提供PCB中的电气绝缘性能。目前，FR-4是目前为止使用最多的介电材料。FR-4是以环氧树脂作粘合剂、以玻纤布作增强材料的一类基板。但是，环氧树脂和玻纤布的导热性均较差，普通FR-4热导率不高，仅为0.25W/mK。因此，传统FR-4的材料热性能的固有限制已不能满足目前大功率器件的散热需求。解决该问题的其中一种现有方法是使用金属作为PCB中的芯板以增强散热效率。但是，这种PCB需要介电层作为热非导电的电路绝缘材料，并因此成为高效散热的瓶颈。另外，金属芯板PCB的材料成本比FR-4的成本高很多。目前制备高导热型半固化片，最常用的方法就是添加较大比例的填料，比如碳化硅(SiC)、氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)和氮化硼(BN)等，然而填料的增加，又会增加其介电常数，降低电绝缘性能。

因此如何研发一种低介电损耗、高导热型覆铜箔板用的半固化片是目前急需解决的技术难题。现有覆铜板用半固化片要么只具有高耐热型高绝缘导热性，要么只具有低介电损耗。而目前为止还不能既具有高导热型又具有低介电损耗的覆铜板用半固化片及其制备方法。

发明内容

本实发明目的在于解决现有技术中没有既具有高导热型又具有低介电损耗的覆铜板用半固化片。

为了解决上述的问题，本发明提供一种低介质损耗高导热树脂组合物及其制备方法及用其制作的半固化片、层压板。本发明的树脂组合物、半固化片及层压板可实现阻燃，并且具有优异的导热性能，较低的介电常数和介质损耗，能够满足印制电路板的高效散热性能以及操作信号低失真及高速高频化对电路基板材料介电性能的要求。

采用如下的技术方案：

一种低介质损耗高导热树脂组合物，包括以下组分及重量份：低介质损耗树脂90-100份，环氧树脂80-120份，固化剂6-10份，导热填料350-400份，四溴双酚A型阻燃剂40-60份，固化剂促进剂0.2-0.5份，硅烷偶联剂1.5-3份，溶剂150-230份；所述环氧树脂包括固体环氧树脂和液体环氧树脂；所述导热填料的粒径为2-8μm。环氧树脂包括有固体和液体，可以有效的降低成本和使操作更加方便，制备时固体环氧树脂就需先进行溶解。解决散热问题的方法之一就是在环氧树脂中填充颗粒物，通过添加具有高热导率的无机颗粒可提高环氧树脂的低热导率。并且，如果选用的这些颗粒是电气绝缘的，那么环氧树脂的电气绝缘可得以维持。而导热填料的粒径大小对导热率的影响很大，当导热填料的粒径为2-8μm时，组合物制备半固化片间隙最小，导热性最好。

低介质损耗、高导热半固化片是由提供粘接的树脂和高导热的无机填料等组成的，因此，需要选择合适的树脂体系和进行高导热性填料及树脂体系与填料混溶性及加工工艺性的研究。选择树脂和填料的同时要兼顾考虑制作成基板的热传导性、电气绝缘性能、耐热性和耐击穿电压性能等；同时也要考虑到半固化片的储存性以及PCB压板程序的适应性。

进一步的，所述低介质损耗高导热树脂组合物的介电损耗为0.01-0.016、介电常数为4.0-4.5，导热系数为1.0W/mk-1.5W/mk。

进一步的，所述低介质损耗树脂包括SMA树脂、双环戊二烯环氧树脂、氰酸脂树脂或苯并环丁烯树脂中的一种或者多种。

SMA树脂为苯乙烯与马来酸酐的无规共聚物，优选SMA树脂的分子量范围为2000-7000，其化学结构式如下：苯乙烯(S)-马来酸酐(MA)共聚物

其中，m为1-5中的任意自然数，n为8-12中的任意自然数。