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干货 | 覆铜板行业需要什么样的硅微粉?

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发表时间:2018-12-28 14:21来源:金戈新材新材官方网站

  近年来,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

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那么,对于覆铜板行业来说,对硅微粉产品都有哪些要求呢?


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,硅微粉粒径越小,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,硅微粉越细,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。


美剧天堂  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。


美剧天堂2、对硅微粉形态的要求


  在各种形态的硅微粉中,相对于熔融球形硅微粉、熔凝透明硅微粉以及后来的纳米硅(树脂),结晶型硅微粉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硅微粉;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硅微粉


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、对硅微粉美剧天堂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。


美剧天堂  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%。


美剧天堂 “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


美剧天堂  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。


  专利原文是这样叙述的:“本发明是采用了一种硅低聚物。它是由两个以上的硅氧烷重复结构单元构成,在它分子结构的末端含有1个以上的反应性官能基——羟基。硅低聚物在树脂组成物中与无机填料(主要指与硅微粉)进行配合,所得到的是粘结片的涂布加工性和流动性的提高”。在应用于现实进行实施时,先混合合成型硅微粉与含硅低聚物,再加入达到硅微粉固体量60%~90%的有机溶剂,最后把它们加入到树脂组成物的体系中。


  依靠硅微粉填料与另一种新的有机填料相配合的方法,很好地解决了钻孔加工中钻头消耗量大以及降低板的热膨胀系数的问题。这种方法主要是加入一种二烷基膦酸盐化合物到树脂组成物中并且配合硅微粉一起使用。专利要求平均粒径在2.0μm~4.0μm(更好的为2.5μm~3.5μm的范围)的膦酸盐化合物,并且其在树脂组成物中加入量需要在10%~15%之间。硅微粉的投料比例则为10%~20%,在整个树脂组成物总量中两种填料总的投料量占的20%~50%。这样不仅使得因硅微粉的填充而造成钻头磨耗大的问题得到解决,还提高了层间粘接强度、基板外层导通孔的强度、耐碱性。


  填料应用技术在开发覆铜板的过程中,处于一项系统过程的地位,不仅包括对各种填料品种的选择、主要性能指标、投料比例等的研究以及确定,而且还包括了填料的表面处理技术、主填料与其他填料的配合技术、与填料配合的树脂选择还有制造技术等的开发工作。因此,硅微粉美剧天堂生产厂家应与覆铜板企业密切交流与合作,更要不断优化生产工艺,敢于突破传统,大胆创新,推进技术的不断进步。


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