一种填料组合物及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种填料组合物及其应用，该填料组合物包含角形硅质微粉填料，可用于覆铜箔层压基板及粘结片树脂组合物的制备。本发明专利技术采用特定粒径分布的角形二氧化硅或由至少两种不同粒径的角形二氧化硅混合成特定粒径分布而组成的填料组合物，可改善组合物的流动性以及在溶液或树脂体系中的沉降稳定性，显著降低复合材料的热膨胀系数，改善树脂与无机填料间的结合界面、层压板的层间粘合性以及树脂层与铜箔的粘合力，大大降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种填料组合物及其应用
本专利技术涉及层压板
，具体涉及一种填料组合物，尤其涉及一种印刷电路板用填料组合物及用其制作的预浸料，层压板与印刷电路板。
技术介绍
在电子技术日新月异的变化潮流下，集成电路正向着超大规模、超高速、高密度、大功率、高精度、多功能的方向迅速发展，因而，对覆铜板的要求也越来越高；其中，对板材的耐热性和膨胀率方面的要求尤为突出。为了提升板材的耐热性和降低其膨胀系数，最有效的方法是向胶水配方中加入尽量多的填料，如二氧化硅等。但是，当使用大量填料，尤其是微纳米级填料时，将导致胶水体系粘度剧增，并且很难将填料均匀分散在树脂当中，填料的添加量受到限制。为了解决高填料含量分散难的问题，目前已有相关专利采用球形硅微粉复配的方式进行改善，日本专利JP2006036916A采用添加填料浆料的方法，即，将填料与胶水通过一定的方法制备成均匀的低粘度混合物，再添加到树脂体系当中。该方法不仅能增加胶水体系中填料的含量，同时不会明显增加体系的粘度，并且能有效的解决填料的分散问题。但该方法限制为5μm以下的球形二氧化硅，其使用范围窄，而且球形硅微粉成本高。针对上述球形二氧化硅使用范围窄的问题，目前已有一些相关文献采用将两种或两种以上不同粒径的填料进行复配以扩大使用范围，中国专利CN101696317A采用将不同粒径的球形硅粉配制得到中位粒径为5-20μm的硅粉，然而由于其用到的球形硅粉价格较昂贵，生产成本仍较高。因此，寻找一种使用成本低并且其在溶液或树脂体系中的流动性和沉降稳定性好的填料组合物是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种填料组合物，特别是一种印刷电路板用填料组合物及用其制作的预浸料，层压板与印刷电路板。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种填料组合物，所述的填料组合物包含角形硅质微粉填料，所述的硅质微粉填料具有如下粒径分布：D10为0.5-2μm，D50为7-10μm，D90为20-30μm，D99小于50μm。本专利技术所述的硅质微粉填料的粒径分布中，D10为0.5-2μm，例如可以是D10＝0.5μm、D10＝0.8μm、D10＝1μm、D10＝1.2μm、D10＝1.5μm、D10＝1.8μm、D10＝2μm。本专利技术中，所述的硅质微粉填料的粒径分布中，D50为7-10μm，例如可以是D50＝7μm、D50＝7.2μm、D50＝7.5μm、D50＝7.8μm、D50＝8μm、D50＝8.2μm、D50＝8.5μm、D50＝8.8μm、D50＝9μm、D50＝9.2μm、D50＝9.5μm、D50＝9.8μm、D50＝10μm。本专利技术所述的硅质微粉填料的粒径分布中，D90为20-30μm，例如可以是D90＝20μm、D90＝20.5μm、D90＝21μm、D90＝21.5μm、D90＝22μm、D90＝22.5μm、D90＝23μm、D90＝23.5μm、D90＝24μm、D90＝24.5μm、D90＝25μm、D90＝25.5μm、D90＝26μm、D90＝26.5μm、D90＝27μm、D90＝27.5μm、D90＝28μm、D90＝28.5μm、D90＝29μm、D90＝29.5μm、D90＝30μm。本专利技术所述的硅质微粉填料的粒径分布中，D99小于50μm，例如可以是D99＝31μm、D99＝32μm、D99＝33μm、D99＝34μm、D99＝35μm、D99＝36μm、D99＝37μm、D99＝38μm、D99＝39μm、D99＝40μm、D99＝41μm、D99＝42μm、D99＝43μm、D99＝44μm、D99＝45μm、D99＝46μm、D99＝47μm、D99＝48μm、D99＝49μm。本专利技术中，D10是指将粒子的总体积作为100％而求出基于粒径的累积度数分布曲线时，刚好相当于体积为10％的点的粒径，可以使用激光衍射散射法的粒度分布测定，同理，D50刚好相当于体积为50％的点的粒径；D90刚好相当于体积为90％的点的粒径；D99刚好相当于体积为99％的点的粒径。在本专利技术中，若D50大于10μm，D90大于30μm，D99大于50μm，则大颗粒过多，而小颗粒填充不够，会导致颗粒之间间隙过大；当系统中含有相对较多的大颗粒时，小颗粒容易在树脂中形成桥架结构，使其流动性降低。若D10小于0.5μm，D50小于7μm，则配方中的小颗粒相对较多；当系统中含有相对较多的小颗粒时，体系中的比表面积大，树脂将无法充分地包覆在硅微粉表面，会成为阻碍流动性的因素。本专利技术通过采用具有D10为0.5-2μm，D50为7-10μm，D90为20-30μm，D99小于50μm的粒径分布的填料，可以使整个体系达到紧实的堆积结构，大颗粒与小颗粒之间会形成良好的堆积效应，从而增加整个组合物的流动性。本专利技术的角形硅质微粉填料为非球形二氧化硅(角形二氧化硅)，呈不规则角形。本专利技术通过采用上述具有特殊粒径分布的角形二氧化硅或由两种及以上不同粒径的角形二氧化硅混合成上述特定粒径分布而组成的填料组合物，不仅改善了目前高填充角形硅微粉流动性和沉降稳定性差的问题，而且，其在溶液或树脂体系中的流动性和沉降稳定性与球形二氧化硅相当，但成本却比使用球形二氧化硅降低50％以上。优选地，所述的硅质微粉填料具有至少双峰的平均粒径尺寸分布。本专利技术所述的硅质微粉填料粒径分布具有双峰、三峰或更高的平均粒径尺寸分布。Dinger和Funk两位学者在1994年提出了其紧密堆砌下的累积分布方程：……………………式Ⅰ其中，D-颗粒直径；DS-体系中最小颗粒的粒径；DL-体系中最大颗粒的粒径；n-分布模数，在最密堆积时n为0.37；CPFT-粒径小于D的颗粒所形成的累积分布。当实际的累积分布与Dinger-Funk方程越为接近，体系中较大粒径的颗粒间形成的孔隙尺寸与小粒径颗粒体积更为匹配，进而提高整体的堆积效率。利用Matlab的优化工具箱进行构建及一系列的计算可得到图1。从图1可以看出，当实际累计分布与理想分布曲线尽量逼近时可达到最紧密堆积，而具有非单峰结构的二氧化硅，具有更好的粒径分布连续性，更容易使实际累计分布与理想分布曲线尽量逼近，从而实现紧密堆积，提高整个填料的填充性、紧密性和稳定性。优选地，所述的硅质微粉填料比表面积为1-20m2/g，例如可以是1m2/g、2m2/g、3m2/g、4m2/g、5m2/g、6m2/g、7m2/g、8m2/g、9m2/g、10m2/g、11m2/g、12m2/g、13m2/g、14m2/g、15m2/g、16m2/g、17m2/g、18m2/g、19m2/g、20m2/g，优选为1-10m2/g。本专利技术中，若比表面积大于20m2/g，该硅质微粉填料所吸附的树脂量就多，树脂则无法充分地包覆在硅微粉表面，成为阻碍流动性的因素；若比表面积小于1m2/g，则大颗粒过多，沉降稳定性会变差，填料对胶水的吸附作用不够，达不到平衡点，从而导致组合物的沉降稳定性下降。优选地，所述的硅质微粉填料为使用在1700℃以上的温度中熔化的、玻璃化的硅质微粉，其形状上具有至少两个平面。硅质微粉经过1700℃以上融化后，其成分纯度高，杂质含量能大大减少，从而保证复合材料的绝缘性。另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种填料组合物，其特征在于，所述的填料组合物包含角形硅质微粉填料，所述的硅质微粉填料具有如下粒径分布：D10为0.5‑2μm，D50为7‑10μm，D90为20‑30μm，D99小于50μm。

【技术特征摘要】
1.一种填料组合物，其特征在于，所述的填料组合物包含角形硅质微粉填料，所述的硅质微粉填料具有如下粒径分布：D10为0.5-2μm，D50为7-10μm，D90为20-30μm，D99小于50μm；所述的硅质微粉填料具有至少双峰的平均粒径尺寸分布；所述的硅质微粉填料的长径比小于4。2.如权利要求1所述的填料组合物，其特征在于，所述的硅质微粉填料比表面积为1-20m2/g。3.如权利要求2所述的填料组合物，其特征在于，所述的硅质微粉填料比表面积为1-10m2/g。4.如权利要求1所述的填料组合物，其特征在于，所述的硅质微粉填料为使用在1700℃以上的温度中熔化的、玻璃化的硅质微粉，其形状上具有至少两个平面。5.如权利要求1所述的填料组合物，其特征在于，所述的硅质微粉填料的电导率在10μs/cm以下。6.如权利要求1所述的填料组合物，其特征在于，所述的硅质微粉填料为多孔或中空颗粒的形式。7.如权利要求1所述的填料组合物，其特征在于，所述的填料组合物还包括表面处理剂，所述的表面处理剂为大分子型和/或小分子型表面处理剂。8.如权利要求7所述的填料组合物，其特征在于，所述的表面处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯类处理剂、铝酸盐、锆酸盐、硬脂酸、油酸、月桂酸及其金属盐类、酚...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜翠鸣，柴颂刚，邢燕侠，郝良鹏，陈文欣，
申请(专利权)人：广东生益科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44