[发明专利]一种改性六方氮化硼粉体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了采用溶胶‑凝胶法，以正硅酸乙酯(TEOS)为前躯体、氨水作为催化剂，通过水解反应，在HBN包覆SiO₂制得HBN@SiO₂核壳型填料即为改性六方氮化硼粉体。本发明还公开了该改性六方氮化硼粉体的应用，将HBN@SiO₂核壳型填料分散在树脂基体中，经拉布上胶、与铜箔裁剪叠合等步骤，置于真空热压机中压制得到覆铜板。本发明方法制得的HBN@SiO₂核壳型粉体材料性能优异，作为高性能覆铜板填料有非常好的应用前景。

技术领域

本发明属于材料加工工程领域，涉及一种改性六方氮化硼及其制备方法和应用，该应用具体涉及一种用于覆铜板填料的改性六方氮化硼粉体。

背景技术

覆铜板一般是以增强材料浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，是制作印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)的基础材料，主要由中间的绝缘层和覆在绝缘层两面的铜箔组成。近年来随着印制电路日益集成化和高频化，对兼具高导热和高稳定性且综合性能优异的覆铜板的需求与日俱增。目前，提升覆铜板导热性能最有效的方法就是采用高导热填料进行填充，在填料均匀分散的情况下填充量越高，绝缘层的导热性能越好，填充量的增大将在一定程度上导致绝缘层与铜箔之间的剥离强度降低，击穿电压减小，进而影响覆铜板的力学性能和绝缘可靠性。从实际角度出发，在提高覆铜板导热性能的同时，必须兼顾覆铜板的其它性能。因而，如何制备综合性能优异的覆铜板用绝缘层仍是目前研究的难点。

目前最常见的覆铜板用主体树脂主要有环氧树脂、聚苯醚树脂、聚酰亚胺树脂、氰酸酯树脂和聚四氟乙烯树脂等。其中聚苯醚因其具有低介电常数(约2.45)与介电损耗因子(约0.0007)、较高的玻璃化温度、良好的尺寸稳定姓、高的机械强度、低吸水率(约0.05％)、耐酸碱性良好等优点，是制备高性能覆铜板的首选主体树脂材料。

覆铜板的常用填料有二氧化硅、滑石粉、氢氧化铝等，新型高导热填料有氧化铝、氮化铝、氮化硼等。目前行业中使用最多的填料是二氧化硅，包括结晶二氧化硅和熔融二氧化硅。熔融二氧化硅由于具有较低的介电性能和热膨胀系数，适中的价格，其在中低端高频板中使用较多。球形二氧化硅是近几年发展的新型覆铜板用填料，球形颗粒具有最高的堆积密度和均匀的应力分布，可增加树脂的流动性，使覆铜板具有较好的力学性能和粘合性能。但二氧化硅填料硬度大，莫氏硬度为6～7，在PCB的钻孔、铣板过程中对钻刀和铣刀磨损较大，加工成本高，且导热率低，无法满足电子设备集成化和高频化所必需的高导热要求。在新型高导热填料中氧化铝由于电阻率高、价格便宜，而且具有相对较高的导热率，在覆铜板中的应用相对来说比较广泛，最常用的是结晶度和稳定性较高的α-Al₂O₃。

氮化硼最常见的有立方和六方两种晶型，立方氮化硼晶体结构类似金刚石，硬度略低于金刚石，一般用作磨料和刀具材料，极少用作覆铜板填料。六方氮化硼是一种新兴的高性能导热填料，有与石墨类似的层状结构，具有较低的热膨胀系数、较高的热导率、良好的热稳定、较强的抗氧化性以及低硬度，因此本发明选用六方氮化硼填充聚苯醚制备高性能覆铜板。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供了一种改性六方氮化硼粉体的制备方法。

本发明还要解决的技术问题是提供了一种改性六方氮化硼粉体。

本发明最后要解决的技术问题是提供了一种改性六方氮化硼粉体的应用。

技术方案：为实现解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种改性六方氮化硼粉体的制备方法，所述制备方法为采用溶胶-凝胶法，以正硅酸乙酯为前躯体、氨水作为催化剂，通过水解反应，在六方氮化硼表面包覆SiO₂制得HBN@SiO₂核壳型填料。

具体地，所述改性六方氮化硼粉体的制备方法包括以下步骤：