CN1061299C - 单面包金属箔层压板 - Google Patents

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Abstract

将纸基材浸渍热固性树脂形成的预成型料取数张重迭,加热加压,所得层压板单面敷金属箔形成单面包金属箔层压板,将各纸基材切取15mm×200mm的试验片,按夹头间距180mm、拉伸速度50mm/分进行拉伸试验,与金属箔连接侧的纸基材的抗拉强度纵向、横向分别为与金属箔相反侧的最外侧纸基材的0.8~0.95倍,其翘曲特性优良。

Description

单面包金属箔层压板
本发明涉及用作硬质印刷线路板的以纸为基材的单面包金属箔层压板。
民用电器广泛采用的纸基材包金属箔层压板系以纸为基材,并在以热固性树脂为粘结剂的层压板的表面贴上金属箔。
热固性树脂可用酚醛树脂、聚酯树脂、环氧树脂,而以酚醛树脂为粘结剂的层压板因价格低廉而成为主体。纸主要使用牛皮纸。金属箔主要用良导电体铜箔。
包金属箔层压板(金属箔用铜箔为多,因此下面只列举包铜层压板)必须挠度小,这是为了能使用自动化机器正确地进行部件的实装并使安装后部件不剥离,不落下。
为使挠度减小,已知可使用纵向和横向抗拉强度之比为1.10~1.30的纸基材(参照专利公开公报83-128844号),并可在层压板的两外侧和中间,使用抗拉强度纵横向之比不同的纸基材(参照专利公开公报85-40244号和85-40243号)。
但是,仅单面有铜箔的单面包铜层压板,存在线路加工后残铜率高,同时在冲孔较多时冲孔后铜箔面变凸,挠度(以下称作阳弯)变大等问题。
本发明旨在提供挠度小的单面包金属箔层压板。
本发明提供单面包金属箔层压板,其特征在于:使纸基材浸渍热固性树脂形成的预成型板取数张重迭,进行加热加压处理,所得层压板的单面敷上金属箔形成单面包金属箔层压板,将各纸基材从纵向和横向分别切取15mm×220mm大小的试验片,对各试验片按夹头间距180mm、拉伸速度50mm/分的条件进行拉伸试验,以试验片断裂时的拉力的值作为各纸基材的抗拉强度(单位:N/15mm)时,纸基材的纵向横向上,与金属箔连接侧的纸基材的抗拉强度分别为与金属箔相反侧的最外侧纸基材的抗拉强度的0.8~0.95倍。
与金属箔连接侧纸基材的抗拉强度小于与金属箔相反侧的最外侧纸基材的抗拉强度的0.8倍时,在蚀刻工序、印刷工序等中铜箔面呈凹形的阴弯变大,成为流水线故障的原因。而大于0.95时,本发明没有效果,对铜箔面呈凸形的阳弯的抑制不充分。
使用的纸基材若为棉绒纸、牛皮纸、混抄纸等在纸基材层压板制造上常用的纸,并无特别限制,而以热膨胀收缩特性优良的牛皮纸为佳。纸基材的纸重通常以110~150g/m2为佳:
而且,在本发明中,与金属箔相反侧的最外侧纸基材宜用纵向抗拉强度40~60N/15mm、横向抗拉强度为纵向抗拉强度0.70~0.80倍的纸基材。
抗拉强度不同的纸基材可通过改变纸张原料纤维的组合和打浆时间以通常的造纸工序制造。使用同样的纤维,通过延长打浆时间可制成抗拉强度大的纸。在本发明中,将纸基材按15×220mm大小分别从纵、横向切取,以夹头间距(跨距)180mm、拉伸强度50mm/分进行拉伸试验,将纸基材断裂时的值换算成N/15mm,求得纸基材纵向与横向的抗拉强度。
浸渍纸基材的热固性树脂为在纸基材层压板制造上常用的树脂,并无特别限制,例如可用酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂,或其改性树脂,单独或合并使用均可。还可在上述树脂中添加阻燃剂或使之发生反应制成阻燃性层压板。
纸基材直接浸渍热固性树脂漆时,纸基材与热固性树脂的亲和性不好,因此,通常在浸渍作为面涂用树脂的热固性树脂前,最好使纸基材浸渍作为底涂用树脂的水溶性酚醛树脂、水溶性三聚氰胺树脂、以三聚氰胺树脂改性的酚醛树脂等,并经干燥。作为面涂树脂所用的热固性树脂以干性油改性酚醛树脂特别好,因为可得到冲孔加工性良好的层压板。使酚醛树脂改性的干性油可使用桐油、脱水蓖麻子油、亚麻仁油等,酚类可使用苯酚,间甲酚、对甲酚、邻甲酚、异丙基苯酚、对叔丁基苯酚、对异丙烯基苯酚低聚物、壬基苯酚、双酚A等。金属箔,为了提高与基板的粘合强度,可使用粘附着粘合剂的铜箔。
纸基材上热固性树脂的浸渍量,相对于预成型料重量的全部树脂粘附量,通常以40~60重量%为宜,上述底涂用树脂的粘附是,以相对于纸基材与底涂用树脂的总量的底涂用树脂量计,以10~30重量%为宜。
本发明的单面包金属箔层压板,可按常法,将上述纸基材浸渍上述热固性树脂,加热后将树脂呈半固化状的预成型料数张重迭,并在其一面重迭铜箔,再经加热加压的方法制成。
加热加压的条件,通常,加热温度为150~200℃,较佳为160~190℃;压力5~20MPa,较佳为9~15MPa;时间为30~180分钟,较好为60~120分钟。
本发明的单面包金属箔层压板,在纸基材的纵向和横向上,位于与金属箔连接侧的纸基材和与金属箔相反侧的最外侧纸基材的中间位置的纸基材的抗拉强度,最好分别等于或大于与金属箔连接侧的纸基材的抗拉强度,且分别等于或小于与金属箔相反侧的最外侧的纸基材。
例如,用抗拉强度为另一预成型料(预成型料(Ⅱ))的纸基材的抗拉强度的0.8~0.95倍的纸基材作为一种预成型料(预成型料(Ⅰ))的纸基材,制备两种成型料(Ⅰ)和(Ⅱ),在一张或数张重迭的预成型料(Ⅱ)上,加一张或重迭数张预成型料(Ⅰ),再在上面重迭金属箔,经加热加压,可制成本发明的单面包金属箔层压板。又如,也可用抗拉强度比预成型料(Ⅰ)的纸基材的抗拉强度大而比预成型料(Ⅱ)的纸基材的抗拉强度小的纸基材制备预成型料(Ⅲ),将比预成型料(Ⅲ)一张或数张配置在预成型料(Ⅰ)和预成型料(Ⅱ)之间。
用单面包铜层压板的印刷线路板冲孔后阳弯的原因之一是层压板部分即热固性树脂与纸基材部分经加热、冷却后的热收缩比铜箔的热膨胀收缩大。
根据单面包铜层压板的铜箔的预成型料所用纸基材的抗拉强度为铜箔相反侧预成型料的纸基材抗拉强度的0.8~0.98倍,故与铜箔面相反侧面的热收缩变小。因此,阳弯变小。
合成例
底涂用漆的合成
将福尔马林240g、三聚氰胺125g、三甲胺1.5g于70℃反应120分钟后,再加入苯酚370g,仲甲醛140g、三甲胺20g,于90℃反应30分钟。此后,进行减压浓缩,除去缩合水和未反应物。加入甲醇,得到固形成分为60重量%的三聚氰胺树脂改性酚醛树脂漆。
面涂用漆的合成
将桐油35g、苯酚65g和对甲苯磺酸0.1g于80℃反应60分钟后,再加入仲甲醛30g和氨水5g,于70℃反应120分钟。然后进行减压浓缩,加入甲醇,得到固形成分70重量%的桐油改性酚醛树脂漆(桐油改性率35重量%)。
预成型料的制造
浸渍纸基材并经干燥,使上述底涂用漆的粘合量达17重量%。接着浸渍上述面涂用漆,干燥,得全部树脂粘合量达50~54重量%的预成型料A、B、C、D。用于预成型料A、B、C、D的纸基材如下:
预成型料A
用抗拉强度纵向为42.14N/15mm,横向为31.36N/15mm的牛皮纸(纸重125g/m2)作纸基材。
预成型料B
用抗拉强度纵向为46.06N/15mm、横向为34.30N/15mm的牛皮纸(纸重125g/m2)作纸基材。
预成型料C
用抗拉强度纵向为44.10N/15mm、横向为33.24N/15mm的牛皮纸(纸重125g/m2)作纸基材。
预成型料D
用抗拉强度纵向为36.46N/15mm、横向为26.81N/15mm的牛皮纸(纸重120g/m2)作纸基材。
实施例1
在与附粘合剂的铜箔(铜箔厚35μm,粘合剂厚30μm)相连的位置上放1张预成型料A,在预成型料A上重迭7张预成型料B,于160℃、9.8MPa加热加压80分钟,得厚度1.6mm的单面包铜层压板。
实施例2
在与附粘合剂的铜箔相连的位置上放1张预成型料A,在预成型料A上重迭6张预成型料C作为中间层,再在中间层上重迭1张预成型料B,与实施例1同样操作,得厚度1.6mm的单面包铜层压板。
实施例3
在与附粘合剂的铜箔相连接侧重迭7张预成型料A,在重迭起来的预成型料A上用1张预成型料B重迭,与实施例1同样操作,得到厚度1.6mm的单面包铜层压板。比较例1
用8张预成型料B重迭在1张附粘合剂的铜箔上,与实施例1同样操作,得厚度1.6mm的单面包铜层压板。比较例2
在与附粘合剂的铜箔相连接侧放置1张预成型料C、在预成型料C上用7张预成型料B重迭起来,与实施例1同样操作,得厚度1.6mm的单面包铜层压板。比较例3
在与附粘合剂的铜箔相连接侧重迭7张预成型料B,在重迭起来的预成型料B上重迭1张预成型料A,与实施例1同样操作,得厚度1.6mm的单面包铜层压板。比较例4
在与附粘合剂的铜箔连接侧放置1张预成型料D,在预成型料D上重迭7张预成型料B,与实施例1同样操作,得厚度1.6mm的单面包铜层压板。
对所得的单面包铜层压板进行如下的翘曲量测试。
将各包铜层压板试样进行线路加工后,冲切长300mm,宽200mm的试验片。将此试验片安放在平台中,用度盘式指示器测定4角的上翘,求出平均值。所得结果见表1。
表1
    项    目 实施例1 实施例2 实施例3
    预成型料铜箔侧(1)中间铜箔相反侧(2)(1)/(2)抗拉强度比纵横 A1 *2-B70.910.91 A1C6B10.910.91 A7-B10.910.91
    翘曲量(mm)翘曲面*1     0.3(+)     0.5(+)     0.7(+)
    项    目 比较例1 比较例2 比较例3 比较例4
    预成型料铜箔侧(1)中间铜箔相反侧(2)(1)/(2)抗拉强度比纵横 B4-B41.001.00 C1-B70.960.97 B7-A11.091.09 D1-B70.790.78
    翘曲量(mm)翘曲面*1     1.2(+)     1.1(+)     1.5(+)     0.4(-)
*1翘曲面(+):铜箔面凸起型翘曲;(-):铜箔面凹陷型翘曲;*2数字为预成型料的使用张数。
表1的结果表明,本发明的单面包铜层压板比现有的单面包铜层压板翘曲量小。
根据本发明,使与铜箔连接侧的纸基材的抗拉强度为铜箔相反侧纸基材的抗拉强度的0.8~0.95倍,可得到翘曲特性优良的单面包铜层压板。

Claims (2)

1.单面包金属箔层压板,其特征在于,使纸基材浸渍热固性树脂形成的预成型板取数张重叠,进行加热加压处理,所得层压板的单面敷上金属箔形成单面包金属箔层压板,将各纸基材从纵向和横向分别切取15mm×220mm大小的试验片,对各试验片按夹头间距180mm、拉伸速度50mm/分的条件进行拉伸试验,以试验片断裂时的拉力值作为各纸基材的抗拉强度(单位:N/15mm)时,与金属箔相反侧的最外侧纸基材的纵向抗拉强度为40~60N/15mm,横向抗拉强度为纵向抗拉强度的0.70~0.80倍,与金属箔连接侧的纸基材的纵向和横向抗拉强度分别为与金属箔相反侧的最外侧纸基材的纵向和横向抗拉强度的0.80~0.95倍。
2.如权利要求1所述的单面包金属箔层压板,其特征还在于,纸基材的纵向和横向上,位于与金属箔连接侧的纸基材和与金属箔相反侧的最外侧纸基材的中间位置的纸基材的抗拉强度,等于或大于与金属箔连接侧的纸基材的抗拉强度,且等于或小于与金属箔相反侧的最外侧纸基材的抗拉强度。
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