尤其适用于电路板的实体片材制造技术

一种实体片材，其包含由短的高拉伸模量纤维制成的非织造织物和具有低吸湿性的热塑性聚合物基质树脂，该实体片材可用作电路板的基材。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及实体片材，其包含具有低吸湿性的热塑性聚合物和高拉伸模量纤维，其中所述热塑性聚合物是基质聚合物，由其生产的用于电路板的基材，以及制造上述产品的方法。
技术介绍
电路板是重要的商品，实际上被用于各种电子设备。“板材”或者电路板或者其他电子设备(例如倒装片组合件中的内插件)的支承元件是这类装置的重要组件，并且用于生产这类板材的原料的性能对电子或者电气电路的功能具有重要作用。随着电子器件变得越来越复杂，对用于板材的材料的要求也不断提高。例如，对于许多应用，优选板材具有的膨胀系数与装配在板材上的芯片匹配，和/或板材具有低的介电常数，以及低的损耗因子，尤其是当高频器件被装配在板材上时更是如此。这三种因数通常不利地受到板材材料吸湿性的影响，吸湿性使板材尺寸发生变化和/或改变板材本身的介电常数和/或损耗因子，和/或引起翘曲。用于要求相对较低的应用的最简单的板材通常是由用纤维增强材料例如玻璃纤维充填的热固性树脂例如环氧树脂制成的。将玻璃纤维，其通常为织造织物的形式，用液体环氧树脂浸透，形成“预浸渍材料”，其以板材的形式被固化。当对板材的要求提高时，可以用较高模量的难熔纤维例如芳族聚酰胺来替代玻璃。然而，纤维例如芳族聚酰胺纤维以及环氧树脂，吸收显著量的水分，因此有时不适合用于高要求的电路板应用。因此对改进的电路板材料存在需求。日本专利申请2000-334871描述了一种片材的制备方法，由该片材通过“层合”三层结构可以形成预浸渍材料，其中中间层可以是包含合成有机纤维的非织造片材，两个外层可以包含芳族聚酰胺或者其他难熔纤维。根据所描述的预浸渍材料的形成方式，似乎该片材是多孔的。日本专利申请11-117184描述了一种片材的制备方法，由该片材可以形成预浸渍材料，即由芳族聚酰胺和液晶聚合物(LCP)纤维形成非织造片材，在压力下加热片材使LCP流动，然后加入热固性树脂而形成预浸渍材料。根据报告的实际生产的片材的密度可知，它们是多孔的。日本专利申请9-21089描述了LCP非织造片材(纸)的制备方法，据报告其具有低的吸湿性。其他纤维同样可以存在于该片材中。当在压力下进行加热以部分地压固片材之后，该产品表面上仍然是类似纸的材料。日本专利申请11-229290描述了由LCP和芳族聚酰胺纤维制成的纸的制备方法，其可以用环氧树脂浸渍，然后固化。得到的板材可以用作电路板。没有描述LCP在受热和/或压力下熔融或者流动。
技术实现思路
本专利技术包括片材，其包含(a)短的高拉伸模量纤维的非织造片材，和(b)具有低吸湿性的热塑性聚合物；该片材具有的表观密度为其计算密度的至少大约75％。由其生产的层合材料；由其生产的电路板；用于生产实体片材材料的方法，其包括对(a)多层片材结构，其包含至少一个包含高拉伸模量纤维的非织造片材的层和至少一个其他层，并且至少一个存在的层包含具有低吸湿性的热塑性聚合物；或者(b)单层片材结构，其包含包含短长度的高拉伸模量纤维的非织造织物和具有低吸湿性的热塑性聚合物；加热和加压足够的时间；形成表观密度为其计算密度的至少大约75％的片材。优选实施方案的详细说明本文使用了某些术语。这些中的一些定义如下。“具有低吸湿性的热塑性聚合物”(TP)指通过如下所述方法测定纯热塑性聚合物的片材时，吸收低于1.0重量百分数水分(基于热塑性聚合物的重量)的热塑性聚合物。优选热塑性聚合物的吸湿性为大约0.5重量百分数或以下、更优选大约0.25重量百分数或以下和尤其优选大约0.10重量百分数或以下。“高拉伸模量纤维”(HTMF)指这样的产品形式，当使用1.1捻度系数按照ASTM D885-85方法测定时，其拉伸模量为大约10GPa或以上、优选大约50GPa或以上、更优选大约70GPa或以上。在此HTMF包括高拉伸模量纤维、原纤维和纤条体，除非特别地指出不是所有这三种均包括。HTMF是合成的有机材料，并且不包括任何种类的碳纤维。“LCP”指当通过如美国专利4,118,372所描述的TOT试验进行测定时具有各向异性的聚合物，该文献全文在此引入作为参考。向热性指LCP可以被熔融，并且在熔融状态是各向异性的，如TOT试验所描述的。“含有或者包含HTMF的非织造片材”或者“含有或者包含HTMF的非织造织物”或者“含有或者包含HTMF的非织造纸”是指含有(或者包含)短的HTMF的非织造片材(或者织物或者纸)。在此措词“纸”、“片材”和“织物”可互换地使用。在此“非织造片材”指非织造“织物”，其可通过许多不同的方法形成，例如短纤维的湿铺(通常称为纸)、干铺、闪纺、熔纺、机械针刺制毡、射流喷网。非织造片材的优选形式是如美国专利4,886,578和3,756,908所描述的纸，其分别在此全文引入作为参考。这些专利描述了芳族聚酰胺纸，但是其他HTMF也可以类似地使用。该方法还包括任选地使用粘结剂，其中这类粘结剂包括，但是不局限于，芳族聚酰胺纤条体和其他本领域已知的粘结剂。本领域中众所周知的干铺制造方法描述于美国专利3,620,903中，其全文在此引入作为参考。“纤维”指具有长度和最大横截面尺寸的物体，该最大横截面尺寸通常在大约0.3μm到大约100μm的范围之内，并且长宽比(长度/宽度)为≥50。在此“芳族聚酰胺纤维”指芳香族聚酰胺纤维，其中至少85％的酰胺(-CONH-)键直接连接于两个芳族环。任选地，添加剂可以与芳族聚酰胺一起使用并分散在整个聚合物纤维结构中，并且已经发现最多多至大约10重量％的其他聚合物材料可以与芳族聚酰胺共混。还发现，可以使用这样的共聚物，其中多至大约10％的其他二胺代替了芳族聚酰胺的二胺或者多至大约10％的其他二酰氯代替了芳族聚酰胺的二酰氯。在此“原纤维”指类似纤维的材料，其直径为大约0.1μm到大约25μm，和长宽比为3到大约100。在此“纤条体”指很小的、非粒状的、纤维的或者类似薄膜的粒子，其三维尺寸的至少一个相对于最大尺寸具有最小尺寸。这些粒子通过使用非溶剂在高剪切下使聚合物材料的溶液沉淀来制备。术语“芳族聚酰胺纤条体”在此指芳香族聚酰胺的非粒状的类似薄膜的粒子，该芳香族聚酰胺具有高于320℃的熔点或者分解点。芳族聚酰胺纤条体通常具有在大约0.2mm到大约1mm范围内的平均长度和大约5到大约10的长宽比。厚度尺寸为大约几分之一微米，例如大约0.1μm到大约1.0μm。除芳香族聚酰胺外，芳族聚酰胺纤条体可以任选地另外包含一种或多种染料、颜料或者其他添加剂，例如描述于美国专利5,965,072和5,998,309中的那些，该文献全文在此引入作为参考。“短纤维”或者“短长度”纤维在此指长宽比小于大约2000、优选为大约200-1000和更优选大约250-600的纤维。在此“粉末”指长宽比小于3的材料。这些粒子通常具有大约5μm到大约1000μm的最大尺寸。粉末颗粒可以具有平滑的或者粗糙的变形表面，并且可以包含附着于“中心核心”部分的原纤维。“表观密度”指按照如下计算的一片片材的总体积。测定厚度(如果有些不均匀，则应该测定平均值)、长度和宽度，并且将这些值相乘以获得体积。将片材在空气中称重量。然后将该重量除以体积以获得表观密度。多孔的片材将具有低于其计算密度的表观密度。“计算密度”指假定没有空隙或者孔隙的物体的密度，其由在物体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种片材，其包含：（ａ）短的高拉伸模量纤维的非织造织物；和（ｂ）具有低吸湿性的热塑性聚合物；所述片材的表观密度为其计算密度的至少大约７５％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MR萨米尔斯，S汗，MR莱维特，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]