Способ изготовления склеивающей прокладки
METHOD OF MAKING GLUING GASKET

Изобретение относится к способам получения прокладок склеивающих на основе эпоксидных смол и стеклотканей, применяемых для изготовления многослойных печатных плат, в том числе гибко-жестких.
Известен способ получения препрега, описанный в патенте RU 2028322, в котором описан способ получения препрега на эпоксидном связующем, содержащем эпоксидную диановую смолу и отверждающую систему на основе аминного отвердителя холодного отверждения, включает раздельную пропитку волокнистого наполнителя компонентами связующего и сушку: предварительно осуществляют пропитку смолой, а затем отверждающей системой при массовом соотношении смолы и отвердителя в препреге 3,1-7,2:1 и количестве связующего, равным 32-77 мас. %. Применяют отверждающую систему, состоящую из воды и отвердителя при их массовом соотношении 1:1,5-1:2,5 соответственно. Применяют отверждающую систему, состоящую из матричного полимера, выбранного из группы, содержащей бустилат М, поливинилацетат и полиэтиленоксид, воды и отвердителя при их массовом соотношении 4:4:1,6-4:1:3 соответственно.
Недостатком аналога является высокое коробление многослойной печатной платы, изготовленной с применением склеивающей прокладки полученной данным способом.
Прототипом является способ пропитки раствором полимерной композиции с последующим удалением растворителя - сушкой, описанный в http://www.mosizolit.ru/tehnologii/, по которому в реактор при включенной мешалке последовательно загружают растворитель, эпоксидную смолу, отвердители, ускорители, наполнители, перемешивают до полного растворения эпоксидной смолы при температуре 20-30°С. Обычно концентрация раствора 40%.
Полученным раствором пропитывают стеклоткань, которую сушат при температуре 130-240°С в течение 4-10 мин.
Недостатком прототипа является высокое коробление многослойной печатной платы, изготовленной с применением склеивающей прокладки полученной этим способом.
Задачей изобретения является создание способа, который позволит улучшить свойства получаемых склеивающих прокладок, изготавливаемых с применением бутадиеннитрилстиролкарбоксилатного полимера и кремнеорганического вещества, в частности снизить показатель коробления многослойных печатных плат возникающего после воздействия температуры (204±1)°С в течение 600±6 с.
Сущность данного изобретения заключается в изменении традиционного состава растворителей, а именно, введение химически нейтрального кремнеорганического вещества тетраметилсилана в качестве растворителя.
Осуществление способа:
1. В реактор при включенной мешалке последовательно загружают (масс. ч):
- растворитель - смесь толуола и ацетона в соотношении 1:1-100;
- растворитель - тетраметилсилан - в количестве согласно примерам 1-3;
- эпоксидную диановую смолу - 100;
- сферические частицы бутадиеннитрилстиролкарбоксилатного полимера - 2,2;
- кремнеорганическое вещество
ди[окси{три(метилфенилсилокси)}]ди[окси{три(дифенилсилокси)}]титан - 3
- 4,4'-диаминодифенилсульфон - 14;
- ацетилацетонат никеля - 0,4.
2. Перемешивают до полного растворения эпоксидной смолы при температуре 20-30°С.
3. Полученным раствором пропитывают стеклоткань (130 масс. ч.).
4. Пропитанную раствором стеклоткань сушат при температуре 130-240°С в течение 4-10 минут.
В процессе сушки стеклоткани растворители - тетраметилсилан и смесь толуола и ацетона, улетучиваются и в составе склеивающей прокладки не остаются, благодаря их воздействию в процессе пропитывания стеклоткани, склеивающая прокладка приобретает улучшенные характеристики, что выражается в снижении коробления конечного изделия - многослойной печатной платы. Нижняя граница температурного диапазона сушки связана с тем, что при температуре ниже 20°С снижается вязкость раствора, что осложняет процесс перемешивания до полного растворения компонентов, а также дальнейшей пропитки раствором стеклоткани, это приводит к увеличению процента заводского брака при изготовлении склеивающих прокладок. При температуре выше 30°С ацетон интенсивно испаряется что ведет к изменению соотношения растворителей ацетон:толуол и изменению свойств склеивающей прокладки.
-8
-7
-8
-7
3
6
5
3
2
6
5
2
3
2
Применяемый в составе бутадиеннитрилстиролкарбоксилатный полимер представляет собой порошок сферических частиц полимера субмикронного размера (от 10 до 10 м) сополимера бутадиена, нитрила акриловой кислоты, стирола, метакриловой кислоты диаметром от 10 до 10 м, количество элементарных звеньев бутадиена составляет 60-80, количество элементарных звеньев нитрила акриловой кислоты составляет 45-60, количество элементарных звеньев стирола составляет 18-24, количество элементарных звеньев метакриловой кислоты составляет 1, а кремнеорганическое вещество ди[окси{три(метилфенилсилокси)}]ди[окси{три(дифенилсилокси)}]титана имеет общую формулу [HO(CHCHSiO)]Ti{[OSi(CH)]OH}.
Сушка пропитанной стеклоткани при температуре 240-243°С в течение 4-4,5 минут способствует быстрому принятию склеивающей прокладкой необходимых свойств, при этом сохраняя ее клейкость, что позволяет добиться максимального эффекта в снижении коробления многослойной печатной платы, примеры разных режимов сушки приведены в таблице 1 (проверка выполнялась на склеивающих прокладках, изготовленных по примеру 2).
Для сравнения способов получения склеивающей прокладки, было проведено испытание, в результате которого склеивающую прокладку изготовили по способам, описанным в аналоге и прототипе, а также три раза по вновь разработанному способу, с добавлением разного количества тетраметилсилана. Далее из полученных склеивающих прокладок вырезаются листы размером 200×200 мм, помещают два листа между слоями печатной платы и прессуют при температуре (185±1)°С в течение 2 часов и давлении 12 МПа, после чего печатную плату подвергают воздействию температуры (204±1)°С в течение 600±6 с.
Затем замеряют возникшее коробление многослойной печатной платы.
Пример 1. Получение склеивающей прокладки по предлагаемому к охране способу, с применением растворителя тетраметилсилан количестве 0,4 масс. ч.
Пример 2. Получение склеивающей прокладки по предлагаемому к охране способу, с применением растворителя тетраметилсилан количестве 0,6 масс. ч.
Пример 3. Получение склеивающей прокладки по предлагаемому к охране способу, с применением растворителя тетраметилсилан количестве 0,8 масс. ч.
Пример 4. Изготовление склеивающей прокладки по способу, описанному в аналоге.
Пример 5. Изготовление склеивающей прокладки по способу, описанному в прототипе.
Результаты испытаний препрега и аналогов приведены в таблице 2.
Технический результатом является улучшение свойств изготавливаемой склеивающей прокладки, выражающееся в снижении коробления многослойной печатной платы, изготовленной прессованием склеивающей прокладки между слоями платы при температуре (185±1)°С в течение 2 часов и давлении 12 МПа возникающего после воздействия температуры (204±1)°С в течение 600±6 с, коробление не превышает 0,1 мм.
По существу способ изготовления склеивающей прокладки заключается в смешивании в мешалке растворителей - смеси толуола и ацетона в соотношении 1:1 и последующим добавлением тетраметилсилана, массовая доля которого составляет 0,4-0,8% от общей массы растворителей толуола и ацетона, которая равна массе эпоксидной диановой смолы, которая после смешения растворителей добавляется к смеси растворителей при включенной мешалке, после чего добавляется сферические частицы бутадиеннитрилстиролкарбоксилатного полимера, кремнеорганическое вещество
ди[окси{три(метилфенилсилокси)}]ди[окси(три(дифенилсилокси)}]титан,
4,4'-диаминодифенилсульфон и ацетилацетонат никеля масса которых составляет 2,2%, 3%, 14% и 0,4% соответственно от массы эпоксидной диановой смолы, с дальнейшим перемешиванием при температуре 20-30°С до полного растворения смолы, полученным раствором пропитывается стеклоткань, с последующей сушкой при температуре 240-243°С в течение 4-4,5 минут, соблюдая следующую последовательность действий:
I. В реактор при включенной мешалке последовательно загружают (масс. ч.):
- растворитель - толуол - 50;
- растворитель - ацетон - 50;
- растворитель - тетраметилсилан - 0,4-0,8;
- эпоксидную диановую смолу - 100;
- сферические частицы бутадиеннитрилстиролкарбоксилатного полимера - 2,2;
- кремнеорганическое вещество
ди[окси{три(метилфенилсилокси)}]ди[окси{три(дифенилсилокси)}]титан - 3;
- 4,4'-диаминодифенилсульфон - 14 и ацетилацетонат никеля - 0,4.
II. Перемешивают до полного растворения эпоксидной диановой смолы при температуре 20-30°С.
III. Полученным раствором пропитывают стеклоткань (130 масс. ч.).
IV. Пропитанную раствором стеклоткань сушат при температуре 240-243°С в течение 4-4,5 минут.