聚降冰片烯层压板及其制造方法技术

可用于高频应用场合的印刷电路板是通过用硅烷预处理过的铜箔层压到聚降冰片烯半固化片上而得到的。此半固化片是用开环聚合所得的聚合物浸渍的玻璃纤维布制成的。铜箔是用硅烷预处理的，它能够提高铜箔和降冰片烯共聚物之间的粘合强度。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与由使用硅烷偶联剂而被层压到铜箔上的聚降冰片烯基片组成的印刷电路板有关。本专利技术的目的是为了制造具有低介电常数和高粘合强度的印刷电路板。这样的层压板就其介电常数、耗散因子、耐化学性、剥离强度、耐金属熔化浴性(在260℃到280℃)、翘曲性和穿孔性而言，一般说来是具有其市场地位的。在各种传统的方法中，所谓的“半固化片”是通过在环氧树脂或某些其它具有良好强度和电绝缘性能的聚合物树脂溶液中浸渍预处理过的纤维基片(玻璃纤维)，然后将其干燥、除去溶剂，留下浸渍过树脂的基片而制成的。已经知道，用硅烷化合物处理玻璃基片可促进基片和树脂间的粘合。长期以来，人们一直使用纤维素织物料和玻璃纤维织物料来增强聚合物基料。已经知道硅烷偶联剂可被直接施加到玻璃长丝上以改进各种树脂的玻璃布层压制品的挠曲强度，就压塑试样而言，其挠曲强度通常可以提高到300%。在界面上硅烷偶联剂使许多粒状无机物成为复合材料中的增强填料以增加其强度、硬度、模量、热畸变温度和冲击强度。玻璃纤维布通常用含水的偶联剂处理。然后，将两层或多层的半固化片压合在一起形成印刷电路板的绝缘层。为了对这种层压制品提供导电层，通常将一层或多层的铜层压合到紧贴在这些半固化片的暴露表面上。将金属敷施到绝缘层或基片上的其它方法有汽相沉积、电镀、溅镀、电离镀、喷涂和铺装等。一般使用的金属为铜、镍、锡、银钎料、金、铝、铂、钛、、锌和铬，而铜是印刷电路板中最常用的金属。与在绝缘层或基片上形成薄金属覆盖层有关的一个问题是不可能在金属层和基材间形成具有卓越粘合强度和基本上良好耐焊性的完全粘合。就改善不同基材间的粘合性而言，硅烷化合物具有广泛的可用性。硅烷偶联剂改进了金属或无机物表面与有机树脂间的界面状况，促进了金属或无机物表面与树脂间的粘合。由此使增强树脂的物理性能和耐水性得以提高。据信硅烷偶联剂通过硅烷官能团而与金属表面形成键合。水解的硅烷会缩合成低聚的硅氧醇，并最后硬化成为交联结构。当硅氧醇仍具有某种程度的溶解性时应使之与聚合物母体相接触。对聚合物母体的粘合可以采取不同形式或某些形式的组合来实现。粘合可以是共价的，在此种情况下低聚的硅氧醇与液态的母体树脂是相容的。当硅氧醇和树脂由其仅有的有限共聚作用而分别进行固化时，它们的溶液还可形成互穿的聚合物网络。众所周知，并非所有的硅烷或它们的混合物能将所有的金属粘合到所有的基片上的。麦克哲(McGee)在美国专利4，315，970中这样说道“普遍认为特定的硅烷可被用来将特定的材料粘合到特定的基材上。这就是说，硅烷必须与其应用相匹配，不能认为所有的硅烷能在所有的应用中使用。”因此，硅烷偶联剂在增进金属对基材的粘合中的适用性是不能预言的，必须通过试验来确定。尽管各种合适的偶联剂大批地用于许多普通塑料与各种金属相粘合的场合，但是申请人认为将硅烷偶联剂用于聚降冰片烯与金属的粘合在此之前是不被人们所知的。降冰片烯型单体既可根据开环机理也可通过加成反应(其中环结构仍保持不变)而聚合。在美国专利4，136，247和4，178，424中就其较大的特殊性对开环聚合进行了讨论，以上两项专利已转让给本专利技术的同一受让人，并且作为他们讨论这种聚合作用的参考文献而在此引用。开环聚合一般形成不饱和的线性聚合物，而加成聚合形成聚环脂族化合物。想望的是生成在其中结合有高分子量单体的聚合物以提供良好耐温性，即具有高的热畸变温度和高的玻璃化转变温度。主要用于高频场合的印刷电路板已被公开。本专利技术的电路板是由层压到铜箔上的聚降冰片烯芯板构成的。现已发现，在印刷电路板中普遍使用的一类铜箔是先用某些硅烷化合物预处理过的，然后在温度高于聚合物的玻璃化转变温度(Tg)的条件下被层压到聚降冰片烯的半固化芯板上，得到具有改进的粘合性、耐溶剂性和抗起泡的印刷电路板。半固化片是由降冰片烯型单体与各种化合物通过聚合所得的聚合物溶液制成的。为了提供这种半固化片，将一种非纤维素布用此聚合物溶液浸渍，并使之干燥到溶剂含量约为2.5%(重量)或2.5%(重量)以下。最好这种布是用硅烷偶联剂预处理过的。铜箔是用现已发现可作为聚降冰片烯和箔片之间偶联剂的硅烷化合物进行预处理的。这种铜箔一般厚约35微米，并具有树脂状花纹的青铜表面。一层或一层以上的半固化片被叠加在二片铜箔之间，并在压力高达1100磅/平方英寸和温度高达250℃的条件下进行层压。制得的印刷电路板显示出改进的剥离强度，对1/2″宽的试样条而言，当拉曳角为180度时，其剥离强度至少约为6磅/英寸，最好为6～15磅/英寸。在聚合物与增强支承物之比值为约40∶60到约80∶20范围之内(在使用E型玻璃纤维作支承物时)和约30∶70到约80∶20范围之内(在使用介电常数低于E型玻璃纤维支承物时)，这些印刷电路板的介电常数在1兆赫下低于3.5，最好低于3.1，而其耗散因子低于0.005，最好低于0.003。当试样厚度为60密耳时，这些印刷电路板在室温下在二氯甲烷中显示出低的溶剂溶胀率，其值低于40%、较好地低于25%、更好地低于15%。其垂直于板表面方向的热膨胀系数最好为低于80ppm/℃。这种层压板最好能在温度为260℃的熔化金属浴中经受住历时20秒钟的热应力影响而不出现铜箔的脱层或起泡。本专利技术提供诸如具有优良介电性能的印刷电路板之类的层压板，它是通过利用硅烷偶联剂将基片层，例如一片或多片的玻璃纤维增强的聚降冰片烯聚合物的半固化片层压到铜箔上而制得的。在本专利技术中，这些半固化片是由聚降冰片烯浸渍液制得的。这种聚降冰片烯浸渍液包含可溶性聚降冰片烯聚合物。这些聚合物是由具有降冰片烯官能团的烯烃单体的易位开环聚合而制得的。这些环烯烃单体之特征在于至少存在一个结构如下式所示的降冰片烯部分 合适的环烯烃单体包括各种取代的或未取代的降冰片烯类，二环戊二烯类，二氢化二环戊二烯类，环戊二烯的三聚物，四环十二碳烯类，六环十七碳烯类，亚乙基降冰片烯类和乙烯基降冰片烯类。环烯烃单体上的取代基包括氢，烷基，链烯基和1～20个碳原子的芳基，以及3～12个碳原子的饱和或不饱和的环基(它可由一个或多个、最好为两个的碳原子环所形成的)。在优选的实施方案中，取代基选自氢和1～2个碳原子的烷基。一般说来，环烯烃单体上的取代基可以是不会使聚合催化剂中毒或降低活性的基团。此处所指出的优选单体的例子有二环戊二烯、甲基四环十二碳烯、2-降冰片烯，以及其它的降冰片烯单体，例如5-甲基-2-降冰片烯、5，6-二甲基-2-降冰片烯、5-乙基-2-降冰片烯、5-亚乙基-2-降冰片烯(或5-亚乙基-降冰片烯)、5-丁基-2-降冰片烯、5-己基-2-降冰片烯、5-辛基-2-降冰片烯、5-苯基-2-降冰片烯、5-十二烷基-2-降冰片烯、5-异丁基-2-降冰片烯、5-十八烷基-2-降冰片烯、5-异丙基-2-降冰片烯、5-苯基-2-降冰片烯、5-对-甲苯甲酰基-2-降冰片烯、5-α-萘基-2-降冰片烯、5-环己基-2-降冰片烯、5-异丙烯基-降冰片烯、5-乙烯基-降冰片烯、5，5-二甲基-2-降冰片烯、三环戊二烯(或环戊二烯三聚物)、四环戊二烯(或环戊二烯四聚物)、二氢化二环戊二烯(或环戊烯-环戊二烯共二聚物)、甲基-环戊二烯二聚物、己基-环戊二烯二聚物、四环十二碳烯、9-甲基-四环〔6，2，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造层压板的方法，它包括：（ａ）提供一种由溶于溶剂中的聚降冰片烯聚合物组成的聚降冰烯浸渍液；（ｂ）用此浸渍液浸渍非纤维素布，干燥所说的浸制布，去掉绝大部份的溶剂而形成基片层；（ｃ）使用适于增加基片层和铜膜层之间粘合强度的硅烷 化合物溶液对铜膜表面进行预处理；和（ｄ）通过预处理的铜层将基片层层压到金属薄膜上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：乔治马丁班尼带克，
申请(专利权)人：BF谷德里奇公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]