本發(fā)明屬于覆銅板領(lǐng)域，具體涉及一種樹(shù)脂組合物，本發(fā)明還涉及該樹(shù)脂組合物的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著LED照明行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)LED觀賞性的要求越來(lái)越高，具有3D立體結(jié)構(gòu)的LED照明得到廣泛關(guān)注，3D LED照明具有優(yōu)異的觀賞性、照度均勻、散熱快等特點(diǎn)。
3D LED照明要求金屬基覆銅板一方面具有優(yōu)異的散熱性、絕緣性、耐熱性、粘結(jié)性等特性，還要求PCB基板具有良好的柔韌性和可塑性，以滿足加工需求。為了盡可能提高金屬基板散熱性，往往需要添加大量導(dǎo)熱填料，但隨著散熱性的提高，介質(zhì)層粘附性、柔韌性、絕緣性能急劇下降。
申請(qǐng)?zhí)枮?01511016722.7(申請(qǐng)日：2015.12.29，公開(kāi)號(hào)：CN105623198，公開(kāi)日：2016.6.1)的中國(guó)專利在雙馬來(lái)酰亞胺改性環(huán)氧和柔韌性環(huán)氧樹(shù)脂體系中加入導(dǎo)熱填料制備成導(dǎo)熱金屬基板，雖然板材散熱性、耐熱性優(yōu)良，柔韌性有所改善，但板材剝離強(qiáng)度最高僅有1.4N/mm，彎折后仍會(huì)龜裂，并且絕緣層無(wú)阻燃功能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種樹(shù)脂組合物，該樹(shù)脂組合物不僅具有優(yōu)異的柔韌性和散熱性，而且具有良好的絕緣性、粘結(jié)性、耐熱性和阻燃性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述樹(shù)脂組合物在金屬基覆銅板及印制電路板中的應(yīng)用。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種樹(shù)脂組合物，按重量份包括如下組分：雙馬來(lái)酰亞胺改性環(huán)氧樹(shù)脂10-40份、柔韌性環(huán)氧樹(shù)脂20-50份、聚乙烯醇縮丁醛5-20、酚氧樹(shù)脂5-20、導(dǎo)熱填料380-520份、固化劑5-15份，偶聯(lián)劑2-5份，固化促進(jìn)劑0.05-0.85份，添加劑2-6份。
本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：
雙馬來(lái)酰亞胺改性環(huán)氧樹(shù)脂為雙馬來(lái)酰亞胺、烯丙基化合物、環(huán)氧樹(shù)脂、含磷化合物的預(yù)聚物。
雙馬來(lái)酰亞胺為二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺、二苯醚雙馬來(lái)酰亞胺、或二苯砜雙馬來(lái)酰亞胺的任意一種或至少兩種的混合物。
烯丙基化合物為二烯丙基雙酚A或二烯丙基雙酚S。
環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚S型型環(huán)氧樹(shù)脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂、脂環(huán)族類環(huán)氧樹(shù)脂、苯酚甲醛型環(huán)氧樹(shù)脂、鄰甲酚酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚A酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、雙環(huán)戊二烯型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、芳烷基苯酚型環(huán)氧樹(shù)脂、含萘環(huán)類多官能環(huán)氧樹(shù)脂或含蒽環(huán)類多官能環(huán)氧樹(shù)脂中的任意一種或至少兩種的混合物。
含磷化合物為環(huán)狀苯氧基磷腈化合物或羥甲基苯基次膦酸鹽。
柔韌改性環(huán)氧樹(shù)脂為聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂、丁腈橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂、二聚酸改性環(huán)氧樹(shù)脂、長(zhǎng)鏈脂肪醇改性環(huán)氧樹(shù)脂中的任意一種或至少兩種的混合物。
酚氧樹(shù)脂的數(shù)均分子量為3000-12000。
聚乙烯醇縮丁醛的數(shù)均分子量為15000-40000。
固化劑為苯酚型線性酚醛樹(shù)脂、鄰甲酚酚醛樹(shù)脂、雙酚A酚醛樹(shù)脂、雙環(huán)戊二烯型酚醛樹(shù)脂、含萘環(huán)酚醛樹(shù)脂、芳烷基苯酚型酚醛樹(shù)脂、二胺型苯并噁嗪、雙酚A型苯并噁嗪、雙酚F型苯并噁嗪或腰果酚改性苯并噁嗪中的任意一種或至少兩種的混合物。
導(dǎo)熱填料為氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氧化鎂或碳化硅中的任意一種或至少兩種的混合物。
固化促進(jìn)劑為2-甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑、1-芐基-2-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-異丙基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-十二烷基咪唑或1-氰乙基-2-甲基咪唑中的任意一種或者至少兩種的混合物。
偶聯(lián)劑為氨基硅烷偶聯(lián)劑環(huán)氧基硅、烷偶聯(lián)劑、異氰酸酯類硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯類偶聯(lián)劑中的任意一種或者至少兩種的混合物。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)該樹(shù)脂組合物填料填充量高，導(dǎo)熱填料最高添加量可達(dá)84wt％，由其制作的金屬基覆銅板，介質(zhì)層熱導(dǎo)率最高3.2W/m·K。
(2)該樹(shù)脂組合物柔韌性優(yōu)異，由其制作的金屬基覆銅板，介質(zhì)層彎折180°后，無(wú)明顯裂紋、不掉粉。
(3)該樹(shù)脂組合物絕緣性優(yōu)異，由其制作的金屬基覆銅板介質(zhì)層擊穿電壓大于7.0kV。
(4)該樹(shù)脂組合物粘附性優(yōu)異，由其制作的金屬基覆銅板銅箔剝離強(qiáng)度大于1.58N/mm。
(5)該樹(shù)脂組合物耐熱性優(yōu)良，其固化物Tg大于150℃，Td大于400℃；由其制作的金屬基覆銅板288℃浸焊大于30min。
(6)該樹(shù)脂組合物無(wú)鹵阻燃，由其制作的金屬基覆銅板阻燃V-0級(jí)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明樹(shù)脂組合物，按重量份包括如下組分：雙馬來(lái)酰亞胺改性環(huán)氧樹(shù)脂10-40份、柔韌性環(huán)氧樹(shù)脂20-50份、聚乙烯醇縮丁醛5-20、酚氧樹(shù)脂5-20、導(dǎo)熱填料380-520份、固化劑5-15份，偶聯(lián)劑2-5份，固化促進(jìn)劑0.05-0.85份，添加劑2-6份。
雙馬來(lái)酰亞胺改性環(huán)氧樹(shù)脂為雙馬來(lái)酰亞胺、烯丙基化合物、環(huán)氧樹(shù)脂、含磷化合物的預(yù)聚物。
雙馬來(lái)酰亞胺為二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺、二苯醚雙馬來(lái)酰亞胺、或二苯砜雙馬來(lái)酰亞胺的任意一種或至少兩種的混合物。
烯丙基化合物為二烯丙基雙酚A或二烯丙基雙酚S。
環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚F型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚S型型環(huán)氧樹(shù)脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂、脂環(huán)族類環(huán)氧樹(shù)脂、苯酚甲醛型環(huán)氧樹(shù)脂、鄰甲酚酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、雙酚A酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、雙環(huán)戊二烯型酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、芳烷基苯酚型環(huán)氧樹(shù)脂、含萘環(huán)類多官能環(huán)氧樹(shù)脂或含蒽環(huán)類多官能環(huán)氧樹(shù)脂中的任意一種或至少兩種的混合物。
含磷化合物為環(huán)狀苯氧基磷腈化合物或羥甲基苯基次膦酸鹽。
柔韌改性環(huán)氧樹(shù)脂為聚氨酯改性環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂、丁腈橡膠改性環(huán)氧樹(shù)脂、二聚酸改性環(huán)氧樹(shù)脂、長(zhǎng)鏈脂肪醇改性環(huán)氧樹(shù)脂中的任意一種或至少兩種的混合物。
酚氧樹(shù)脂的數(shù)均分子量為3000-12000。
聚乙烯醇縮丁醛的數(shù)均分子量為15000-40000。
固化劑為苯酚型線性酚醛樹(shù)脂、鄰甲酚酚醛樹(shù)脂、雙酚A酚醛樹(shù)脂、雙環(huán)戊二烯型酚醛樹(shù)脂、含萘環(huán)酚醛樹(shù)脂、芳烷基苯酚型酚醛樹(shù)脂、二胺型苯并噁嗪、雙酚A型苯并噁嗪、雙酚F型苯并噁嗪或腰果酚改性苯并噁嗪中的任意一種或至少兩種的混合物。
導(dǎo)熱填料為氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氧化鎂或碳化硅中的任意一種或至少兩種的混合物。
固化促進(jìn)劑為2-甲基咪唑、2-乙基-4甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一烷基咪唑、1-芐基-2-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-異丙基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-十二烷基咪唑或1-氰乙基-2-甲基咪唑中的任意一種或者至少兩種的混合物。
偶聯(lián)劑為氨基硅烷偶聯(lián)劑環(huán)氧基硅、烷偶聯(lián)劑、異氰酸酯類硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯類偶聯(lián)劑中的任意一種或者至少兩種的混合物。
鋁基覆銅板的具體制備過(guò)程如下：
第一步：稱取偶聯(lián)劑、分散劑、酚氧樹(shù)脂、聚乙烯醇縮丁醛加入到溶劑中，使用普通攪拌器攪拌均勻；
第二步：按配比量邊攪拌邊緩慢加入導(dǎo)熱填料，先使用2000rpm/min的高速剪切機(jī)分散20-60min，然后將分散好的填料漿料注入球磨斧中并1500rpm/min球磨分散5-25min；
第三步：依次加入雙馬來(lái)酰亞胺改性環(huán)氧樹(shù)脂、柔韌性環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、固化促進(jìn)劑、剩余添加劑并普通攪拌熟化8h-12h，制成樹(shù)脂組合物；
第四步：將制好的樹(shù)脂組合物涂覆在鋁基板表面，在160-190℃下，烘2-6min使此樹(shù)脂組合物體系處于B-stage。處于B-stage的鋁板絕緣層上貼上銅箔，在真空壓機(jī)中170℃-200℃，10-35kg/cm2，壓制90-200min后，得到鋁基覆銅板。
實(shí)施例1～5和對(duì)比例1～3
實(shí)施例1～5與比較例1～3的環(huán)氧樹(shù)脂組合物中所用的各組分及其含量(按重量份計(jì))如表1所示；各組分代號(hào)及其對(duì)應(yīng)的組分名稱如下所示：
(A)雙馬來(lái)酰亞胺改性環(huán)氧樹(shù)脂：
(A1)雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂、二烯丙基雙酚A、4,4′二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺、含磷化合物預(yù)聚物；
(A2)雙酚F環(huán)氧樹(shù)脂、二烯丙基雙酚S、4,4′二苯甲烷雙馬來(lái)酰亞胺、含磷化合物預(yù)聚物；
(A3)雙酚A酚醛環(huán)氧樹(shù)脂、二烯丙基雙酚A、4,4′二苯醚雙馬來(lái)酰亞胺、含磷化合物預(yù)聚物。
(B)柔韌改性環(huán)氧樹(shù)脂：
(B1)有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂
(B2)二聚酸改性柔韌性環(huán)氧樹(shù)脂
(C)聚乙烯醇縮丁醛；
(C1)數(shù)均分子量15000
(C2)數(shù)均分子量25000
(C3)數(shù)均分子量40000
(D)酚氧樹(shù)脂：
(D1)數(shù)均分子量3000
(D2)數(shù)均分子量7000
(D3)數(shù)均分子量12000
(E)固化劑：雙酚A酚醛樹(shù)脂
(F)導(dǎo)熱填料：
(F1)氧化鋁，DAW-07，電氣化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社
(F2)氮化鋁，H05，日本德山公司生產(chǎn)
(F3)氧化鎂，RF-10C，日本宇部興產(chǎn)株式會(huì)社
(G)固化劑促進(jìn)劑：2-苯基咪唑，日本四國(guó)化成公司生產(chǎn)
(H)偶聯(lián)劑：環(huán)氧基硅烷偶聯(lián)劑，日本信越化學(xué)公司生產(chǎn)
(I)添加劑：
(I1)分散劑：BYK-996，德國(guó)BYK公司生產(chǎn)
(I2)消泡劑：BYK-A530，德國(guó)BYK公司生產(chǎn)
(I3)流平劑：BYK-310，德國(guó)BYK公司生產(chǎn)
(J)溶劑：乙二醇甲醚，陶氏化學(xué)有限公司
采用上述制備過(guò)程制備金屬基覆銅板，實(shí)施例1～5和對(duì)比例1～3的各組分含量如表1所示。
表1實(shí)施例1～5和對(duì)比例1～3各組分含量
測(cè)試實(shí)施例1～5和對(duì)比例1～3制成的金屬基覆銅板的熱導(dǎo)率、剝離強(qiáng)度、熱應(yīng)力、擊穿電壓、Hi-Pot、CTI、Tg、Td以及柔韌性等性能，其結(jié)果如表2所示。
表2實(shí)施例1～5和對(duì)比例1～3的性能測(cè)試結(jié)果
從表2可以看出，與對(duì)比例1～2技術(shù)相比，本發(fā)明樹(shù)脂組合物制備的介質(zhì)層厚度100μm的鋁基覆銅板，不僅具有散熱性優(yōu)異(熱導(dǎo)率可達(dá)3.25W/m·K)，擊穿電壓高(大于7.0kV)、剝離強(qiáng)度高(約1.6N/mm)、耐熱性好等特點(diǎn)。與對(duì)比例3技術(shù)相比，上述實(shí)施例鋁基覆銅板耐熱性和擊穿電壓無(wú)明顯差異，但介質(zhì)層熱導(dǎo)率、剝離強(qiáng)度、板材柔韌性有明顯提高。該樹(shù)脂組合物制備的金屬基板不僅散熱性優(yōu)異，而且柔韌性良好，可滿足3D LED照明對(duì)金屬基板散熱和可塑性的要求。