[发明专利]一种无机填充物、树脂组合物及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种电学材料，尤其涉及一种适用于印制电路板的无机填充物、含有该无机填充物的树脂组合物及它们在制备印制电路板中的应用。

背景技术

层压板是印制电路板的制造原料。目前，现有技术中通常采用的层压板制造方法为将树脂组合物含浸于玻璃纤维布上，经由烘烤后形成半固化胶片，再将半固化胶片与上下两层铜箔叠合后经真空、热压方式压合成铜箔层压板，其中半固化胶片固化形成铜箔层压板的绝缘层。

为了改善铜箔层压板绝缘层的导热、镭射钻孔性及热膨胀性，业界通常都会在树脂组合物中添加一定量的无机填充物。

对于物质介电性能，本领域中通常会用介电常数（Dielectric constant，Dk）和耗散因子（Dissipation factor，Df）进行描述，通常情况下Dk, Df值越低则介电性能越佳，而Dk, Df值越高则意味着较差的介电性能。现有技术使用的无机填充物包含二氧化硅（熔融态、非熔融态或多孔结构）、氢氧化铝、氧化铝、氧化镁、滑石、云母粉及二氧化硅与氧化铝等氧化物的共熔物等种类。其中，由于二氧化硅与氧化铝等氧化物共熔的复合无机填充物具有良好的钻孔性，如电子级玻璃纤维（E-glass）填料及G2-C粉体（SIBELCO公司产品名）等，因而被广泛用于层压板的制备，然而现有技术中所公开的该类复合无机填充物普遍存在介电性能不佳的缺陷，在1MHz频率下，介电常数（Dielectric constant，Dk）通常在5.0~6.0之间，耗散因子（Dissipation factor，Df）通常在0.001~0.002之间，甚至更高，因而无法或者难于满足电子工业中高频传输的发展要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无机填充物，用于制备印制电路板中的层压板。该无机填充物相较于现有技术中公开的E-glass填料及G2-C粉体等无机填充物，在具备良好钻孔性的同时，具有更优的介电性能，将采用该无机填充物制成的层压板用于制备高频传输印制电路板，表现出良好的高频传输性能。

本发明公开了一种无机填充物，以氧化物换算的质量百分比计，该无机填充物包含：（1）62~80wt%的SiO₂；（2）0~10wt%的Al₂O₃；（3）20~30wt%的B₂O₃；（4）0~5wt%的的Na₂O或K₂O或二者的组合；其中该无机填充物最大粒径在100μm以下。

优选地，以氧化物换算的质量百分比计，本发明的无机填充物包含：（1）66~72wt%的SiO₂；（2）3~5wt%的Al₂O₃；（3）22~30wt%的B₂O₃；（4）0~0.1wt%的Na₂O或K₂O或二者的组合；所述无机填充物的粒径优选控制在1~10μm范围内。 

本发明所公开的无机填充物，相比于现有技术中E-glass填料及G2-C粉体等无机填充物，其区别在于不含CaO，或者即便添加CaO也会将CaO的含量控制在小于0.1wt%，而通过介电性能的测试实验表明，本发明的无机填充物由于不含CaO或者低含量的CaO而具有较低的Dk/Df值，亦即具有良好的介电性能。

另外，相比于现有技术中E-glass填料及G2-C粉体等无机填充物，本发明所公开的无机填充物，具有更高的B₂O₃含量，而通过介电性能的测试实验表明，B₂O₃的含量较高使得本发明的无机填充物能达到较低的Dk/Df值，亦即具有良好的介电性能。

如表1所示的几种无机填充物的组成份及介电性能比较，由数据显示，相比于现有技术中E-glass填料及G2-C粉体等无机填充物，本发明公开的无机填充物Dk/Df值较低，具有更好的介电性能。

表一、现有技术与本发明无机填充物的介电性能比较

本发明所述的无机填充物，其制造方法一般是按照配比中氧化物的比例将矿物或添加物加入高温炉内，经由煅烧、挑选、粉碎、分级等工序制成，该无机填充物的粒径分布视需求控为纳米级或微米级, 一般粒径分布为100μm以下，优选为1~10μm。较小的粒径分布有助于提升无机填充物在树脂组合物中的分散性及后续电路板制程中的填孔流胶性。