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覆铜板技术开发对硅微粉的一些要求

文章来源:https://www.hayond.cn 发布时间:2019-12-04 浏览次数:34

在覆铜板技术开发中,应用填料技术已成为热点问题。世界上主要生产覆铜板的厂家,都希望通过推进填料技术进而促进覆铜板的生产,作为超越其他厂家的杀手锏。

硅微粉相比于其他常见的无机填料,表现出较好的机械性能、耐热性、分散性、电性能等。但是,之所以将其应用于覆铜板中,主要还是因为硅微粉平均粒径最小可达到0.25μm,熔点可达1700℃以上,相比于滑石粉、氢氧化铝、E-玻璃纤维等介电常数较低,且具有较低吸水性等。但是硅微粉也存在一些不足之处,比如硬度偏高,部分价格偏高。

目前市场上的硅微粉的品种比较多,这主要由于所使用的原料以及制造的工艺差异造成的。当前主要有四类品种的硅微粉被应用于覆铜板的生产:熔融型硅微粉、结晶型硅微粉、合成硅微粉、球形硅微粉。


1、对硅微粉粒径的要求


所谓的粒径是指填料粒子大小的量度,包括粒径分布的表征与粒子大小的表征。覆铜板厂家大多使用“激光衍射/散射法”对微细硅微粉粒径分布进行测定。

从理论上说,二氧化硅粒径越小,越有利于填充体系结合。但实际在覆铜板的制作混胶、上胶工艺中,二氧化硅越细,越容易结团,不容易分散,填料在玻纤中分散不均,必须提高溶剂的用量;但如果粒径太大,在混胶及上胶过程中易产生沉降,上胶时对玻纤的浸渍性变差,由于玻纤布的过滤作用,填料在玻纤纸布的分布也会不均匀。所以从工艺角度来讲,选择一个合理的粒径范畴,是一个很重要的参数。从提高有“相互两立”关系的铜箔粘接强度与耐热性考虑,合成硅微粉的平均粒径范围为1μm~5μm,而如果侧重提高钻孔加工性出发,则平均粒径在0.4μm~0.7μm比较适宜。当平均粒径低于0.4μm时,降低工艺性,降低绝缘层与铜箔的粘接性,增加树脂体系的粘性。而如果平均粒径大于5μm时,则会増加钻头的磨耗、降低微小孔径的对位精度。


2、对硅微粉形态的要求


在各种形态的二氧化硅中,相对于熔融球形二氧化硅、熔凝透明二氧化硅以及后来的纳米硅(树脂),结晶型二氧化硅对树脂体系性能的影响都不是最佳的,例如分散性、耐沉降性不如熔融球形二氧化硅;耐热冲击性和热膨胀系数不如熔凝透明二氧化硅;综合性能更不如纳米硅(树脂),但由于从成本和经济效益上考虑,行业中更倾向于使用高纯度的结晶型二氧化硅。


3、对硅微粉表面处理的要求


硅微粉作为作覆铜板的填料,一般需经过偶联剂的表面处理之后,才能与树脂体系更好地结合,同时由于偶联剂粘度低能起到一定的分散作用,有利于改善硅微粉在树脂体系中的分散性。但是从成本上考虑,偶联剂不宜多加,而且偶联剂的加入量有一定的饱和度,当加至一定量时,其对体系的结合性不会再起作用。


4、对硅微粉在覆铜板树脂组成中投料比例的要求


对于研究在树脂体系中无机填料的投料比例,一般要通过试验去摸索,进而确定投料比例的上、下限,并了解投料比例对性能有哪些影响。我们注意到投料比例是一个变数:在研发时,因为侧重点不同,需要提高的性能不同等问题,投料比例自然也就不同。

在生产覆铜板时,主要有两类无机填料的投料比例方案:一类是一般比例,就是指硅微粉投料重量比例一般在15%~30%;另一类则是“高填充量”投料比例方案,指的是硅微粉的投料重量比例在树脂体系中为40%~70%。“高填充量”技术大多在薄型化的覆铜板中被应用,其运用新工艺,突破了传统的填料填加工艺,是一种更高层次的技术。目前,这种技术成果,可追溯到松下电工公司2007年的一篇薄型覆铜板开发专利。这篇专利重点之一是创造性的运用了球形硅微粉的高填充量技术,从而在提高薄型覆铜板的弯曲模量、耐热性等方面,使填料发挥了重要的作用。


5、对硅微粉与其他填料配合使用的要求


对于薄型覆铜板翘曲问题,解决方案是在树脂体系中的无机填料“高填充量”技术。在整个树脂组成物总量中填料占40%~70%。在解决使用“高填充量”技术时,遇到的填料凝聚、分散差、树脂粘度增大等问题时,他们公司突破性的开辟一种解决的方法。即引入另一种含硅结构的低聚物与之进行配合。

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