本發(fā)明涉及印刷電路板預(yù)浸料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高韌性環(huán)氧樹(shù)脂玻纖布復(fù)合印刷電路板材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
印刷電路板是電子產(chǎn)品中的主要部件,其質(zhì)量和可靠性對(duì)電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。環(huán)氧預(yù)浸料(Epoxy Prepreg)是目前生產(chǎn)印刷電路板的主要原材料。儲(chǔ)存老化將對(duì)環(huán)氧預(yù)浸料的性能產(chǎn)生顯著的影響,進(jìn)而影響到印刷電路板的質(zhì)量。而印刷電路板的耐濕熱老化性能直接影響到電子產(chǎn)品的可靠性,表征和改善其抗?jié)駸崂匣阅軐?duì)電子工業(yè)具有重要意義。本文通過(guò)結(jié)合多種研究手段,研究了環(huán)氧預(yù)浸料在儲(chǔ)存老化過(guò)程中化學(xué)和物理性質(zhì)的變化,從而建立了環(huán)氧預(yù)浸料的儲(chǔ)存老化的質(zhì)量監(jiān)控體系,并成功應(yīng)用到電子工業(yè)領(lǐng)域。通過(guò)比較示差掃描量熱法(DSC)、中紅外光譜(Mid-IR)及近紅外光譜(NIR)等方法,發(fā)現(xiàn)NIR可以很好的表征環(huán)氧預(yù)浸料固化前后的官能團(tuán)變化。NIR結(jié)果顯示4530cm-1處的環(huán)氧峰和4620cm-1的苯環(huán)峰具有良好的分辨率且無(wú)其他吸收峰的重疊干擾。環(huán)氧預(yù)浸料100℃下恒溫固化的NIR跟蹤結(jié)果顯示,在固化過(guò)程環(huán)氧基團(tuán)保持均勻消耗,苯環(huán)峰強(qiáng)度基本保持不變。進(jìn)而采用NIR研究了環(huán)氧預(yù)浸料在不同溫度和濕度下的儲(chǔ)存老化,發(fā)現(xiàn)隨儲(chǔ)存溫度和老化時(shí)間的增加,相對(duì)固化率相應(yīng)增加,從而說(shuō)明NIR可以對(duì)環(huán)氧預(yù)浸料的儲(chǔ)存老化進(jìn)行有效地監(jiān)控。與固化轉(zhuǎn)化率增加相對(duì)應(yīng),環(huán)氧預(yù)浸料的加工粘度隨儲(chǔ)存老化溫度和時(shí)間的增加而明顯提高,凝膠時(shí)間相應(yīng)縮短。動(dòng)態(tài)力學(xué)分析(DMA)發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)存老化后的環(huán)氧預(yù)浸料出現(xiàn)了兩個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,結(jié)合時(shí)間分辨光散射(TRSL)和偏光顯微鏡(OM)等手段,證實(shí)了儲(chǔ)存老化過(guò)程中環(huán)氧預(yù)浸料發(fā)生了相分離。本文進(jìn)一步通過(guò)引入兩親性低聚硅烷偶聯(lián)劑,改善了印刷電路板內(nèi)樹(shù)脂與玻纖的界面性能,從而提高了印刷電路板在濕熱環(huán)境中的可靠性。采用硅烷偶聯(lián)劑與辛基苯基聚乙二醇醚合成一種兩親性低聚硅烷偶聯(lián)劑,通過(guò)凝膠色譜(GPC)、IR、氣質(zhì)聯(lián)用色譜儀(GC-MS)等測(cè)試說(shuō)明了其對(duì)環(huán)氧預(yù)浸料加工性能基本沒(méi)有影響。接觸角測(cè)試的結(jié)果顯示兩親性偶聯(lián)劑能夠顯著降低了環(huán)氧預(yù)浸料中樹(shù)脂對(duì)玻纖的接觸角。吸水測(cè)試發(fā)現(xiàn),固化后環(huán)氧預(yù)浸料的平衡吸水率雖然略微上升,但由于兩親性偶聯(lián)劑的作用,其界面吸水受到明顯抑制。電路失效測(cè)試、掃描電鏡／能譜儀(SEM/EDX)的測(cè)試結(jié)果說(shuō)明,兩親性低聚硅烷偶聯(lián)劑能夠抑制濕熱環(huán)境下導(dǎo)電陽(yáng)極絲(CAF)失效的發(fā)生,進(jìn)而提高電路板的可靠性。此外,與電路失效測(cè)試相比,界面吸水分析能夠方便有效地評(píng)價(jià)印刷電路板的耐CAF性能。
《環(huán)氧預(yù)浸料的儲(chǔ)存老化及印刷電路板的濕熱老化研究》一文得到的印刷電路板的耐水性得到了提高，但是環(huán)氧樹(shù)脂性質(zhì)較脆，與玻璃表面的粘結(jié)性不好，受震動(dòng)會(huì)剝離，影響電路板的使用穩(wěn)定性，需要改進(jìn)，還需要提高電路板的韌性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種高韌性環(huán)氧樹(shù)脂玻纖布復(fù)合印刷電路板材料及其制備方法。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種高韌性環(huán)氧樹(shù)脂玻纖布復(fù)合印刷電路板材料，由下列重量份的原料制成：1080玻纖布32-34、E－51環(huán)氧樹(shù)脂40-42、酚醛樹(shù)脂29-30、4-乙基咪唑0.3-0.4、碳納米管20-22、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物2.3-2.6、丁二烯25-30、加氫汽油適量、環(huán)烷酸鎳0.01-0.02、三異丁基鋁0.4-0.5、三氟化硼乙醚0.7-0.8、納米橡膠粉末1.3-1.5、硅膠0.7-0.9、硅酸鋁纖維1.3-1.5。
所述防污環(huán)氧樹(shù)脂玻纖布復(fù)合印刷電路板材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將丁二烯加入加氫汽油中，配制成100-105g/L的溶液，再加入碳納米管，攪拌均勻，放入恒溫水浴，加熱至75-78℃，再加入偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、環(huán)烷酸鎳、三異丁基鋁、三氟化硼乙醚反應(yīng)10-15分鐘，得到膠液；
（2）將1080玻纖布浸入上述膠液震動(dòng)攪拌反應(yīng)2-2.3小時(shí)，取出1080玻纖布，放入自封袋，進(jìn)行輻照，吸收劑量為68-78kGy，得到改性1080玻纖布；
（3）將E－51環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、混合均勻，再加入其它剩余成分混合均勻，得到樹(shù)脂膠再涂覆在改性1080玻纖布上，樹(shù)脂膠與玻纖布的重量比為1.9-2:1，在168-170℃下處理4-5分鐘，即得。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明使用偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、丁二烯對(duì)玻纖布進(jìn)行改性，在玻纖布表面形成了防水保護(hù)膜，并且韌性好，與玻纖布粘結(jié)牢固，不易剝離，提高了環(huán)氧樹(shù)脂與玻纖布的界面牢度，減緩界面的水腐蝕，延長(zhǎng)材料的使用壽命，通過(guò)使用碳納米管，在玻纖布表面形成連續(xù)的薄膜，相比直接加入碳納米管的不連續(xù)的部分點(diǎn)接觸，形成了連續(xù)的導(dǎo)熱通道，提高了材料的散熱性能和強(qiáng)度。通過(guò)使用硅酸鋁纖維，具有高的導(dǎo)熱性，散熱性好，而且具有增強(qiáng)作用，防止開(kāi)裂，通過(guò)使用納米橡膠粉末、硅膠，提高了電路板材料的韌性、耐水性和防開(kāi)裂性能，延長(zhǎng)使用壽命。
具體實(shí)施方式
一種高韌性環(huán)氧樹(shù)脂玻纖布復(fù)合印刷電路板材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：1080玻纖布32、E－51環(huán)氧樹(shù)脂40、酚醛樹(shù)脂29、4-乙基咪唑0.3、碳納米管20、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物2.3、丁二烯25、加氫汽油適量、環(huán)烷酸鎳0.01、三異丁基鋁0.4、三氟化硼乙醚0.7、納米橡膠粉末1.3、硅膠0.7、硅酸鋁纖維1.3。
所述防污環(huán)氧樹(shù)脂玻纖布復(fù)合印刷電路板材料的制備方法，包括以下步驟：
（1）將丁二烯加入加氫汽油中，配制成100g/L的溶液，再加入碳納米管，攪拌均勻，放入恒溫水浴，加熱至75℃，再加入偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、環(huán)烷酸鎳、三異丁基鋁、三氟化硼乙醚反應(yīng)10分鐘，得到膠液；
（2）將1080玻纖布浸入上述膠液震動(dòng)攪拌反應(yīng)2小時(shí)，取出1080玻纖布，放入自封袋，進(jìn)行輻照，吸收劑量為68kGy，得到改性1080玻纖布；
（3）將E－51環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、混合均勻，再加入其它剩余成分混合均勻，得到樹(shù)脂膠再涂覆在改性1080玻纖布上，樹(shù)脂膠與玻纖布的重量比為1.9:1，在168℃下處理4分鐘，即得。
該實(shí)施例電路板的電絕緣性失效時(shí)間為2197h，沖擊強(qiáng)度為,14.5KJ/cm-2，彎曲強(qiáng)度為19.6MPa。