[發明專利]一種低硬度、高導熱系數覆銅板用功能填充料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110452332.X
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102532593A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 侯書恩;梁厚雙;靳洪允;黃運雷;高強;程旬;金玥;張杰
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: C08K3/00
• 分類號: C08K3/00;C08K3/36;C08K3/22;C08K3/38;H05K1/03
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 喬宇

技術領域

本發明涉及一種用于覆銅板的功能填充材料，特別是一種低硬度、高導熱系數覆銅板用功能填充料。

背景技術

????印制線路板(Printed?Circuit?Board，簡稱PCB)是當代電子行業的重要部件，隨著電子行業的進步，PCB基板材料覆銅板（Copper?Clad?Laminate,簡稱CCL）如今正在快速的向著更高性能發展。PCB在人類生活中幾乎無處不在，大到衛星、導彈、航天飛機，小到移動電話、便攜式音樂播放器、遙控器，只要是有集成電路就有必須使用印制線路板，因為PCB的主要作用就是使集成電路上的電子元器件實現電氣互連。而覆銅板作為印制電路板的基體材料起到的作用主要有三點：導電、絕緣和支撐。隨著數字通訊的高速發展，許多電子產品不僅要求多功能，而且在外觀上不斷推進它的輕薄化，在這種情況下需要印制線路板的層數更多、厚度更薄。如普通移動電話的主板每層絕緣層厚度已經從150μm，發展到每層100μm、80μm厚，多層板逐步實現規模化的生產。但在實現覆銅板輕薄化過程中，基板會因厚度降低而剛性同時被削弱，而可能會導致印制線路板制造過程中的操作性變差，制出的印制線路板在回流焊、波峰焊中容易產生翹曲。而在提高薄板的剛性方面，加入填充料是一種有成效的、較低成本的措施。

????最近，在覆銅板中使用填充料(Fillers)已成為覆銅板技術開發中的重要環節。世界很多著名的覆銅板生產廠家都把填充料作為一個非常重要的課題來研究以期突破。

以往覆銅板中使用的填料多為氫氧化鋁或氫氧化鎂。但氫氧化鋁在200多攝氏度就開始分解，不耐熱沖擊，230℃，300℃，530℃三個階段釋放出結晶水，特別是采用無鉛焊接工藝時，無鉛焊料的共熔點相對于傳統的錫鉛焊料大幅提高，如果單純使用氫氧化鋁填充料，高的焊接溫度會導致氫氧化鋁失水氣化，容易引起板材分層起泡，嚴重時甚至爆板。

近年來的研究進展表明，二氧化硅微粉的各項性能相對于其他的無機填料來說都有優勢，例如：耐熱性（1700℃）、機械性能、電性能以及在樹脂體系中的分散性。此外，微小的平均粒徑(有的品種最小可達到0.25μm)、較低介電常數(低于氫氧化鋁、滑石粉、E-玻璃纖維等）以及低吸水性等，都是二氧化硅微粉無機填料越來越被覆銅板業者所青睞原因。然而，硅微粉在解決覆銅板所存在的技術難題中的作用并非是萬能的，它還存在著制造成本過高、應用工藝性尚待徹底解決等問題。另外，現階段其在實際應用過程中所存在的最大問題還是由于硅微粉硬度過高（結晶型硬度為7、熔融型硬度為6.5），導致孔加工性變差、鉆頭磨損過大、孔壁粗糙。但如果直接減少硅微粉的含量，整個覆銅板的導熱率、熱膨脹系數、介電性等都會受到影響。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術的不足而提供一種低硬度、高導熱系數覆銅板用功能填充料及其制備方法。該功能填充料硬度低、導熱系數高，適于作覆銅板用填充材料。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種低硬度、高導熱系數覆銅板用功能填充料，其特征在于：該功能填充料為非晶態，其化學組成按重量百分數計為：SiO₂?40%~75%、Al₂O_3?6%~30%、B₂O_3?5%~28%、CaO?5%~25%，其余量為不可避免的雜質。

上述低硬度、高導熱系數覆銅板用功能填充料的制備方法，包括以下步驟：

1）按重量分數計為：石英砂30~65份、剛玉粉6~25份、硼酸12~30份、方解石10~34份，選取原料，混勻備用；

2）高溫熔制，然后待溫度下降100-300℃后保溫至少1h，取出并快速冷卻處理而得非晶態塊體；

3）經破碎、磨細處理即得。

按上述方案，所述石英砂原料中SiO_2?含量不少于99%。

按上述方案，所述剛玉粉原料中Al₂O₃不少于99%。

????按上述方案，所述硼酸原料中H₃BO₃不少于99%。

????按上述方案，所述方解石原料中CaCO₃不少于99%。

按上述方案，所述步驟（2）中的熔制溫度為1300℃~1700℃，熔制時間為1~5個小時。