一种基于球形氮化硼填料的高导热低介电树脂组合物及应用其制备半固化片和覆铜板的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于球形氮化硼填料的高导热低介电树脂组合物及应用其制备半固化片和覆铜板的方法。本发明专利技术的树脂组合物包括以下组分及重量份：树脂10

【技术实现步骤摘要】
一种基于球形氮化硼填料的高导热低介电树脂组合物及应用其制备半固化片和覆铜板的方法


[0001]本专利技术涉及一种基于球形氮化硼填料的高导热低介电树脂组合物及应用其制备半固化片和覆铜板的方法，属于电子材料


技术介绍

[0002]5G通讯技术是移动通讯技术的第5代系统，是为满足2023年后移动互联网和万物互联网业务的发展需求。相比于4G通讯技术， 5G通讯技术具有更快的信息传输速率，更强的频谱利用效率，更低的延时，更可靠的信息传输和更高的链接密度等。在5G天线应用领域，更高的频率以及互联密度就要求所使用的基材具有更稳定的介质常数、低的介质损耗、以及高效的散热性能。对于普遍使用的天线基材，FR
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4是目前为止使用最广泛的介电材料。FR
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4是以环氧树脂作基体树脂、玻璃纤维布为增强材料的一类基板。但是，环氧树脂和玻纤布的导热性均较差，一般通用的FR
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4热导率仅为0.25W/m.K。因此，其热性能已不能满足目前大功率器件的散热需求。
[0003]中国专利技术专利申请CN101974208A提供一种制备高导热FR
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4的方法，该方法通过添加较大比例的导热填料，比如碳化硅(SiC)、氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)和氮化硼(BN)等，最大导热率可以达到2W/m
·
K以上，但导热填料的添加量达到了60％以上，主要原因是导热基体的导热率主要取决于导热填料粒子在基体中能否有效的形成导热网络。导热填料粒子在体系中含量较少时，粒子之间彼此不能接触，此时填料粒子对体系的导热性能没有明显的作用。只有当导热填料粒子在体系中含量达到某一临界值时，填料粒子之间彼此接触，形成导热通道，才能使导热体系的导热率大幅提高，所以想要得到高导热的覆铜板就需要导热通道的建立。
[0004]中国专利技术专利申请CN111635626A提供了一种制备高导热低介电性能粘结片和覆铜板的方法，然而大量导热填料的增加，又会增加覆铜板的介电常数，降低电绝缘性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于球形氮化硼填料高导热低介电树脂组合物及应用其制备半固化片和覆铜板的方法。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]本专利技术的第一个专利技术目的是提供一种基于球形氮化硼填料的高导热低介电树脂组合物。
[0008]本专利技术的树脂组合物，包括以下组分及重量份：树脂10
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40份，填料10
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40份，阻燃剂4
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10份，引发剂0.5
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1份。优选地，所述的树脂组合物，包括以下组分及重量份：树脂20份，填料35份，阻燃剂 4份，引发剂1份。
[0009]其中，
[0010]所述的树脂为多碳氢类结构的树脂体系，为聚二烯烃类聚合物树脂、氰酸脂树脂
或苯并环丁烯树脂中的一种或者多种。所述聚二烯烃类聚合物，其包含异戊二烯、苯乙烯、丁二烯共聚物、苯乙烯/二乙烯基共聚物、聚二乙烯基苯或双环戊二烯类聚合物。优选地，所述的树脂为丁苯树脂和聚丁二烯树脂，两者的重量比为1:1。
[0011]所述的填料包括球型氮化硼，还包括氮化硼纳米管、片状氮化硼、三氧化二铝、熔融二氧化硅中的一种或多种；所述球型氮化硼为十八胺接枝球形氮化硼。所述的填料优选改性熔融型二氧化硅与十八胺接枝球形氮化硼，两者的重量比为1：1.3
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6。更优选地，两者的重量比为1：6。
[0012]球型氮化硼填料，具备高导热、低比表面、低介电、高填充性，粒径在10
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100μm之间，如图1所示。球形氮化硼具有导热各向同性的特性，克服了片状氮化硼导热各向异性的弊端，能够在较低的填充比例下,实现良好的平面导热性，同时兼具氮化硼自身低密度，低介电常数的优点。
[0013]所述十八胺接枝球形氮化硼的制备方法，包括如下步骤：先将球形BN在80℃下真空干燥24h，再将干燥后的球形BN和过量的十八胺粉末在170～180℃的油浴中氮气保护下反应24h；然后加入乙醇搅拌后超声30min，将超声处理后的溶液加热到80℃，除去乙醇，在氮气保护下升温至170～180℃反应24h，待反应液冷却至室温，过滤分离出球形BN颗粒，再用乙醇冲洗3次，以除去多余的十八胺，最后将球形BN颗粒置于90℃的真空烘箱中干燥至恒重，除掉溶剂。
[0014]所述的阻燃剂，选自含磷阻燃剂、含氮阻燃剂、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷或四溴双酚A或十溴环十二烷。优选地，所述的阻燃剂为十溴二苯醚。
[0015]所述的引发剂，选自过氧类自由基类引发剂，包括过氧化二苯甲酰，双叔丁基过氧化二异基苯，过氧化苯甲酸叔丁酯，二叔丁基过氧化物，过氧化氢叔丁醇，二异丙苯过氧化氢，过氧化甲乙酮，1，1， 3，3
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四甲基丁基过氧化氢，特戊基过氧化氢等中的一种或者多种。优选地，所述的引发剂为双叔丁基过氧化二异基苯(BIPB)。
[0016]本专利技术的第二个专利技术目的是提供上述基于球形氮化硼填料高导热低介电树脂组合物制备半固化片的方法。
[0017]所述的制备方法，主要包括以下步骤：
[0018]1)先按比例称取树脂、填料、阻燃剂和引发剂；
[0019]2)然后称量好的各组分加入混胶瓶内，加入溶剂，搅拌直至完全溶解；
[0020]3)将混合均匀的胶液采用砂磨机、球磨机或者高速乳化机进行分散后，即得到树脂组合物胶液；
[0021]4)将玻璃纤维布在上述树脂组合物胶液中浸渍后，经过浸胶机，浸胶机间隙宽度为0.25mm，在150℃的烘箱中烘烤5min，即可制得半固化片。
[0022]所述的步骤2)中，溶剂选自甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮或三氯甲烷。优选甲苯和丁酮。
[0023]所述的步骤4)中，玻璃纤维布为电子级玻璃纤维布。
[0024]所述的步骤4)中，所述的玻璃纤维布的重量占玻璃纤维布与树脂组合物胶液总重量的百分比为40％。
[0025]本专利技术的第三个专利技术目的是提供应用上述半固化片制备覆铜板的方法。
[0026]应用上述半固化片制备覆铜板的方法，包括如下步骤：取4张上述半固化片叠放整
齐，两面覆上18μm的电解铜箔，置于真空热油压机中，压合程序如下：层压的升温速率控制在3℃/min；层压的压力全程保持3MPa；控制半固化片的温度在220℃，并保温100min。
[0027]本专利技术具有如下技术效果：
[0028]1)本专利技术通过采用十八胺接枝球形氮化硼为导热填料制备半固化片，并采用该半固化片制备覆铜板。由于十八胺接枝球形氮化硼具备高导热、低比表面、低介电、高填充性，通过其与碳氢树脂的复合制备的高频高速覆铜板的介电常数DK为3.5(@10GHz)，热导率达到了3W/m.k，阻燃性达到UL 94V
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0等级，同时具有较高的玻璃化转变温度，优良的耐湿热性,同时具有热固性覆铜板的优异的加工性能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于球形氮化硼填料的高导热低介电树脂组合物，其特征在于，包括以下组分及重量份：树脂10
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40份，填料10
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40份，阻燃剂4
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10份，引发剂0.5
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1份；所述的树脂为多碳氢类结构的树脂体系，为聚二烯烃类聚合物树脂、氰酸脂树脂或苯并环丁烯树脂中的一种或者多种；所述聚二烯烃类聚合物，其包含异戊二烯、苯乙烯、丁二烯共聚物、苯乙烯/二乙烯基共聚物、聚二乙烯基苯或双环戊二烯类聚合物；所述的填料包括球型氮化硼，还包括氮化硼纳米管、片状氮化硼、三氧化二铝、熔融二氧化硅中的一种或多种；所述球型氮化硼为十八胺接枝球形氮化硼；所述的阻燃剂，选自含磷阻燃剂、含氮阻燃剂、十溴二苯醚、十溴二苯乙烷或四溴双酚A或十溴环十二烷；所述的引发剂，选自过氧类自由基类引发剂，包括过氧化二苯甲酰，双叔丁基过氧化二异基苯，过氧化苯甲酸叔丁酯，二叔丁基过氧化物，过氧化氢叔丁醇，二异丙苯过氧化氢，过氧化甲乙酮，1，1，3，3
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四甲基丁基过氧化氢，特戊基过氧化氢中的一种或者多种。2.根据权利要求1所述的基于球形氮化硼填料的高导热低介电树脂组合物，其特征在于，所述的树脂组合物，包括以下组分及重量份：树脂20份，填料35份，阻燃剂4份，引发剂1份。3.根据权利要求1所述的基于球形氮化硼填料的高导热低介电树脂组合物，其特征在于，所述的树脂为丁苯树脂和聚丁二烯树脂，两者的重量比为1:1。4.根据权利要求1所述的基于球形氮化硼填料的高导热低介电树脂组合物，其特征在于，所述的填料为改性熔融型二氧化硅与十八胺接枝球形氮化硼，两者的重量比为1：1.3
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6。5.根据权利要求1所述的基于球形氮化硼填料的高导热低介电树脂组合物，其特征在于，所述十八胺接枝球形氮化硼的制备方法，包括如下步骤：先将球形BN在80℃下真空干燥24 h...

【专利技术属性】
技术研发人员：包晓剑，
申请(专利权)人：江苏诺德新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：