不使用阻燃树脂添加剂制造阻燃电路板制造技术

一种具有改进的耐火性能和改进的环境稳定性的印刷电路板。本发明专利技术提供一种可能含有可燃聚合物的无卤的阻燃印刷电路板。阻燃的热塑层阻止热固聚合物燃烧，并增加层叠体的强度，与现有技术相比，获得一个不易脆的薄的芯部。这种阻燃电路板具有好的成本效率，对环境安全，并且该电路板具有优良的性能，其包括减少短路的可能性、良好的抗介电击穿电压、光滑的表面以及良好的电／热性能。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有改进的阻燃性能和改进的环境稳定性的印刷电路板。更具体地说，本专利技术涉及一种无卤素的阻燃印刷电路板，其包含有可能易燃的聚合物。
技术介绍
印刷电路板具有广泛的应用。例如，其可用于收音机和电视机、电话系统、汽车仪表板和计算机内。在航空电子设备和导弹中它们也起着重要作用。在制造用于印刷电路板的绝缘介电材料时，通常使用在某些环境下可能是易燃的有机聚合物膜。为了解决这个问题，通常使用阻燃的卤素添加剂。使用卤素的目的是获得可接受程度的易燃性，对于大部分标准的树脂，其额定值是由保险商实验所(UL)94V0或94V1易燃性试验确定的。例如，日本文摘JP6240214提供了一种镀铜的层压板，其具有涂覆有阻燃粘合剂的铜箔。阻燃粘合剂包括聚(乙烯醇缩乙醛)树脂、环氧树脂、聚亚安酯树脂和溴化聚酯树脂。美国专利6071836披露了一种具有含溴的阻燃剂的聚丁二烯和聚异戊二烯热固组合物。然而，这些添加剂非常昂贵，并且影响聚合物的物理和化学性能。此外，具有卤素添加剂的介电材料的分解产生致癌物质例如呋喃和二恶英。为了减少电子材料对环境的影响，许多国家要求在电路板中使用的物质不含卤素。例如，日本专利JP11343398提供了一种利用阻燃的环氧树脂成分的层压片和金属箔。所述阻燃成分包括环氧树脂，硬化剂和添加剂，其中至少一种所包含的硬化剂含有酚的聚缩物、具有三嗪环和乙醛的化合物、以及作为添加剂的无机填料。此外，日本专利JP10195178披露了一种无卤素的阻燃的组合物，其包括双酚A环氧树脂，酚醛环氧树脂，酚树脂固化剂，固化加速剂和无机填料。美国专利5082727教示了一种阻燃产品，其中的阻燃剂是有机硼酸盐、磷酸盐、以及镁和/或铝的氧化物水合物的组合物。然而，这些替代物也非常昂贵，并且没有好的抗剥落强度以贴附于导体上。因此，需要提供一种价格能承受的、不易燃的、无卤素的具有良好的特性和性能的用于印刷电路板的介电组合物。本专利技术提供了这个问题的解决办法，提供了一种用于在铜箔上涂覆无卤素的热塑介电层和热固聚合物层的方法。具体地说，提供一种印刷电路板，其包括具有相对表面的衬底，在所述每个相对表面上的热固聚合物层，在每个热固聚合物层上的热塑介电层，以及在每个热塑介电层上的导电层。所述热固层可以具有不同程度的可燃性，但是所述热塑层本质上是阻燃的，并且阻止热固聚合物燃烧。所述热塑介电层还增加所述层压片的强度，与现有技术相比，导致不易脆裂的薄的芯部。所得的结果是节省成本的、对环境安全的、且阻燃的层压片，其具有优良性能，并包括短路可能性的减少、良好的介电击穿电压、光滑的表面以及良好的电/热性能。
技术实现思路
本专利技术提供一种电路板，依次包括a) 具有相对表面的平面衬底；b) 在所述每个相对的衬底表面上的热固聚合物层；c) 在所述每个热固聚合物层上的热塑介电层；以及d) 在所述每个热塑介电层上的导电层。本专利技术还提供一种用于制造印刷电路板的方法，包括a) 在衬底的相对表面上淀积热固聚合物层；b) 在所述每个热固聚合物层上淀积热塑介电层；以及c) 在所述每个热塑介电层上淀积导电层。具体实施例方式本专利技术提供一种无卤素的阻燃印刷电路板。本专利技术的处理的第一步是在平面衬底的相对表面上淀积热固聚合物层。典型的衬底适用于被处理成集成电路或其它微电子器件的衬底。用于本专利技术的合适的衬底非独占地包括例如玻璃纤维，芳族聚酰胺(Kevlar)，芳族聚酰胺纸(Thermount)，聚苯并氧连(polybenzoxolate)纸或其组合物。在这些材料当中，纤维玻璃是最优选的衬底。其它合适的材料是半导体材料，例如砷化镓(GaAs)，硅和含有硅的组合物，例如晶体硅、多晶硅、非晶硅、外延硅和二氧化硅(SiO2)以及它们的混合物。衬底的优选的厚度大约从10到200微米。更优选的大约从10到100微米。在本专利技术的优选实施例中，印刷电路板的衬底可以包括多个相邻的层，这些层包括由上述衬底材料的层，从而形成复合的多层制品。在这个实施例中，借助于热固聚合物层使每层和相邻的层相接附。热固聚合物层作为液体通过涂覆、蒸发或气相淀积被优选地设置在衬底上，使得能够控制聚合物的厚度及其均匀性。接着，可以使所述液体层在衬底上部分地固化或全部固化，因而形成半固化片。对于本专利技术，一种A级的半固化片包括其上具有未固化的热固聚合物的衬底，B级半固化片包括部分固化的热固聚合物，C级半固化片具有完全固化的聚合物。用于本专利技术的最优选的半固化片是B级的局部固化的半固化片。通过把半固化片置于烘箱中进行固化，从而蒸发掉聚合物中的溶剂，以便使所述的层局部固化或完全固化。这可以通过把半固化片置于100-600F°的温度下，经过大约1到10分钟来进行。在固化完成之后，从烘箱中取出半固化片并进行冷却。热固聚合物层也可以以液体的形式或者层叠到衬底的相对侧上的薄片的形式被设置。层叠最好在压力下在大约275℃下持续大约30分钟进行。最好是所述压力在至少28英寸汞柱的真空下，并且保持在大约150psi的压力下。热固聚合物层最好包括非卤化的材料例如环氧树脂，双马来酰亚胺三嗪环氧树脂，热固聚酰亚胺，氰酸盐酯，烯丙基化聚苯醚，苯并环丁烯，酚醛塑料以及它们的组合物。在这些环氧树脂当中，优选地使用聚酰亚胺。优选地，热固聚合物层是厚度大约为5-200微米，最好为大约2-100微米。接着，在每个热固聚合物层上或者在导电层上设置热塑介电层。热塑介电层可以在和用于层叠热固层类似的条件下以液体或者以在每个热固聚合物层上层叠的薄片的形式被设置。优选地，热塑介电层作为液体通过涂覆、蒸发或气相淀积被优选地设置在热固层上，使得能够控制聚合物的厚度及其均匀性。热塑介电层最好包括由UL94V0试验确定的实质上不易燃的材料。这些材料优选地包括聚酰亚胺、聚酯、含有聚酯的共聚物的、聚芳撑醚、液晶聚合物、聚苯醚、胺以及它们的组合物。在这些材料当中，聚酰亚胺是最优选的。这是因为，其具有高的介电强度、好的绝缘性能、高的软化点并对许多化学物质呈惰性。最好是具有大约160℃-320℃的玻璃转变温度(Tg)的聚酰亚胺，具有大约190℃-270℃的玻璃转变温度的聚酰亚胺更好。优选地，热塑介电层的厚度为5-200微米，更好是2-100微米。热塑介电液体一般具有大约为5000-35000厘泊的黏度，优选的范围为15000-27000厘泊。每种聚合物液体是一种溶液，其包括大约10-60％最好15-30wt％的聚合物，其余部分是一种或几种溶剂。最好是，在每种聚合物溶液中使用一种溶剂。有用的溶剂包括丙酮、甲基-乙基酮，N-甲基吡咯烷酮以及它们的混合物。最优选的一种溶剂是N甲基吡咯烷酮。热固聚合物和热塑聚合物之一或两者可以选择地包括填充材料。优选的填料非独占地包括陶瓷、氮化硼、氧化硅、钛酸钡、钛酸锶、钛酸钡锶、石英、玻璃珠(微球)、氧化铝、非陶瓷填料以及它们的组合物。如果包括填料，其在热塑介电聚合物或者在热固聚合物中的数量最好大约是每种聚合物的重量的5％-80％，10％-50％更好。对于衬底和填料的总的聚合物的百分数对电路板的易燃性具有大的影响。一般地说，在电路板中的热固聚合物的数量越小，电路板的易燃性也越小。热塑介电材料对于热塑聚合物的比对于获得具有好的性能的耐火电路板是重要的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路板，其依次包括： ａ） 具有相对表面的平面衬底； ｂ） 在所述每个相对的衬底表面上的热固聚合物层； ｃ） 在所述每个热固聚合物层上的热塑介电层；以及 ｄ） 在所述每个热塑介电层上的导电层。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：JA安德雷萨基斯，D帕图雷尔，
申请(专利权)人：奥克三井有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]