專利名稱：全芳族聚酰胺纖維紙和從它制得的層壓板材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景本發(fā)明涉及包括全芳族聚酰胺纖維的全芳族聚酰胺纖維紙。該紙可用于制造電路的基板。本發(fā)明的纖維紙可用于在高濕度下對(duì)電絕緣可靠性、尺寸穩(wěn)定性、耐焊接熱性能和強(qiáng)度具有高要求的領(lǐng)域中。
本發(fā)明的概述由全芳族聚酰胺纖維紙制成的基材體現(xiàn)特征于以下事實(shí)該纖維紙主要由從各向異性的聚合物溶液紡絲所形成的全芳族聚酰胺纖維組成和它能夠被除去離子；該纖維紙的結(jié)晶度是45％或45％以上；和晶體尺寸(ACS表觀晶體尺寸(平面110)是50埃或更大。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明全芳族聚酰胺纖維廣泛地用于工業(yè)和日常生活中，因?yàn)樗母邚?qiáng)度，高模量，高度耐熱性，和其它優(yōu)異的機(jī)械性能和熱性能。此類合成纖維的典型實(shí)例包括聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維和聚對(duì)亞苯基苯并雙噁唑纖維。
使用對(duì)-芳族聚酰胺纖維的例子是公開(kāi)在日本公開(kāi)專利申請(qǐng)No.平1-281790中的芳族聚酰胺纖維紙，它是由有機(jī)樹(shù)脂粘結(jié)劑和對(duì)-芳族聚酰胺纖維如從各向同性溶液(Technora，Teijin Ltd.的產(chǎn)品)紡絲的對(duì)苯二甲酰對(duì)-亞苯基二胺/氧代二亞苯基二胺共聚物纖維以及從各向異性聚合物溶液(Keviar，Toray DuPont Co.，Ltd.的產(chǎn)品)氣隙紡絲所形成的聚對(duì)苯二甲酰對(duì)亞苯基二胺纖維組成。芳族聚酰胺纖維紙的制造方法被公開(kāi)在日本公開(kāi)專利申請(qǐng)No.平2-203589中。雖然在前一對(duì)-芳族聚酰胺纖維即具有醚鍵和從非各向異性聚合物溶液紡絲所形成的共聚物對(duì)-芳族聚酰胺纖維中的離子物質(zhì)的含量小于在從各向異性的聚合物溶液紡絲所形成的后一對(duì)-芳族聚酰胺纖維中的離子物質(zhì)含量，但是，由前一纖維制成的纖維紙具有低耐熱性，因?yàn)槔w維在低至大約200℃的溫度下纖維開(kāi)始顯示熱收縮。結(jié)果，當(dāng)該纖維紙用作電路基板的基礎(chǔ)材料時(shí)，該基板將在各部件利用高溫下進(jìn)行的回流焊接被安裝在基板上時(shí)發(fā)生變形。同時(shí)，前一纖維在徑向具有比從各向異性的聚合物溶液紡絲所形成的后一纖維具有更大的熱膨脹系數(shù)。當(dāng)從前一纖維制得的纖維紙用作電路基板的基礎(chǔ)材料時(shí)，基板在厚度方向上的尺寸變化百分比提高，將在用于在基板厚度方向上實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電的通孔連接的可靠性上引起問(wèn)題。同時(shí)，如上所述，有機(jī)熱固性樹(shù)脂粘結(jié)劑與上述纖維一起用于制造紙。由于樹(shù)脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比對(duì)-芳族聚酰胺纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低得多，當(dāng)該紙的預(yù)浸漬件作為電路基板的基礎(chǔ)材料在受熱和加壓下被層壓時(shí)，在基板中的樹(shù)脂粘結(jié)劑會(huì)再熔化，導(dǎo)致在形成該紙的纖維中不穩(wěn)定的粘結(jié)。結(jié)果，在層壓的基板中發(fā)生顯著的尺寸變化。
為了減少上述尺寸變化，日本公開(kāi)專利申請(qǐng)No.昭和61-160500和US專利No.4,729,921公開(kāi)了一種類型的纖維紙，它是用具有高耐熱性的間-芳族聚酰胺類纖維(US專利No.3,018,091)代替上述樹(shù)脂粘合劑來(lái)粘結(jié)對(duì)-芳族聚酰胺纖維所制造的。優(yōu)選在這種情況下使用具有高耐熱性和小的尺寸變化并且從各向異性的聚合物溶液紡絲的對(duì)-芳族聚酰胺纖維，如均聚物型對(duì)-芳族聚酰胺纖維(聚對(duì)苯二甲酰對(duì)亞苯基二胺纖維(Kevlar，Toray DuPont Co.，Ltd.的產(chǎn)品))。使用上述聚酰胺類纖維形成的纖維紙具有高的耐熱性和優(yōu)異的后加熱尺寸穩(wěn)定性。然而，上述纖維是通過(guò)使用紡絲方法制造的，其中該聚合物是在酸性各向異性的聚合物溶液中紡絲，然后進(jìn)行中和。在中和過(guò)程中，纖維中的離子物質(zhì)變成鹽。在紡絲操作之后鹽的含量通常是在0.5-1wt％范圍內(nèi)，和甚至當(dāng)纖維被加工成紙張時(shí)，鹽的含量被保持在同一水平。結(jié)果，當(dāng)該纖維紙用作電路的基板的基礎(chǔ)材料時(shí)，在高濕度下電絕緣性能會(huì)成為問(wèn)題。這是必須解決的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供一種全芳族聚酰胺纖維紙，其特征在于以下事實(shí)該紙是由通過(guò)紡絲各向異性聚合物溶液所形成的全芳族聚酰胺纖維制成的；該紙能用作電路基板的基礎(chǔ)材料；該纖維紙含有少量離子物質(zhì)，離子物質(zhì)的沉積較少；該纖維紙?jiān)诟邼穸认嘛@示出優(yōu)異的電絕緣性能并具有高的耐熱性和高的后加熱穩(wěn)定性；以及該纖維紙的尺寸變化百分比的拐點(diǎn)溫度是高的。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明使用通過(guò)將各向異性的聚合物溶液進(jìn)行紡絲所形成的并具有高的耐熱性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性的一種全芳族聚酰胺纖維。在這種情況下，在纖維中含有的離子物質(zhì)能夠用水洗滌出來(lái)，并且，如果在使得纖維的晶體尺寸小于一定水平的條件下進(jìn)行紡絲，則纖維能夠被除去離子。本發(fā)明的除去離子的纖維能夠加工成由短纖維或原纖維組成的紙漿，它然后與具有高的耐熱性的粘結(jié)劑相結(jié)合。這樣，有可能在高溫下對(duì)所獲得的纖維紙進(jìn)行熱處理。同時(shí)，纖維紙的結(jié)晶度、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性和抗溫性能夠得到改進(jìn)。離子物質(zhì)的含量和離子物質(zhì)的沉積能夠減少。本發(fā)明的纖維紙?jiān)诟邼穸鹊沫h(huán)境中顯示出優(yōu)異的電絕緣性能。
通過(guò)對(duì)各向異性的聚合物溶液進(jìn)行紡絲所形成的任何全芳族聚酰胺纖維能夠用于本發(fā)明。
用于本發(fā)明中的芳族聚酰胺纖維是通過(guò)對(duì)各向異性聚合物溶液進(jìn)行紡絲所獲得的芳族聚酰胺。優(yōu)選的是從數(shù)均分子量在20,000-25,000范圍內(nèi)和通過(guò)對(duì)亞苯基二胺和對(duì)苯二甲酰二氯的縮聚反應(yīng)所形成的聚合物制造纖維。各向異性溶液的普通氣隙紡絲法能夠用于從該聚合物形成纖維。對(duì)于對(duì)-芳族聚酰胺纖維，通過(guò)將聚合物溶解在濃硫酸溶劑中所制備的粘稠溶液從噴絲板紡絲通過(guò)氣隙并進(jìn)入到凝固浴中。在這種情況下，當(dāng)纖維從噴絲板中噴出時(shí)，剪切速率優(yōu)選是在25,000-50,000秒-1范圍內(nèi)。在緊接著在紡絲操作之后將用作溶劑的硫酸用氫氧化鈉水溶液中和之后，該纖維用水洗滌。隨后，在150-500℃下干燥和熱處理之后該纖維被卷繞(US專利No.3,767,756)。所獲得纖維的晶體大小通常大于50埃并在55-75埃范圍內(nèi)。另外，作為離子物質(zhì)，硫酸鈉包含在中和處理過(guò)程中的纖維中，在這一階段中它的含量是在0.5-1.0wt％范圍內(nèi)。
為了在本發(fā)明中使用該纖維，有必要在適當(dāng)?shù)母稍锖蜔崽幚項(xiàng)l件下紡絲該纖維，以使得晶體尺寸小于50埃，優(yōu)選在35-45埃范圍內(nèi)。如果該纖維具有在上述范圍內(nèi)的晶體尺寸，雖然離子物質(zhì)仍然含在纖維中，但是當(dāng)纖維與水或其它液體接觸時(shí)該物質(zhì)幾乎能夠完全從纖維中洗出。結(jié)果，當(dāng)所獲得的纖維用于電路基板時(shí)，在高濕度下的電絕緣性能得到改進(jìn)。
從可紡性、成本效果和在造紙操作中造紙性能考慮，在本發(fā)明中使用的芳族聚酰胺纖維的尺寸應(yīng)該是在0.1-5旦尼爾范圍內(nèi)或優(yōu)選在0.3-3旦尼爾范圍內(nèi)。如果纖維尺寸太大，造紙性能和織構(gòu)是差的。另一方面，如果纖維尺寸太小，該纖維難以紡絲，導(dǎo)致差的成本效果。
用于制造本發(fā)明的芳族聚酰胺纖維紙的短纖維的長(zhǎng)度優(yōu)選是在1-50mm范圍內(nèi)，或當(dāng)使用濕法造紙時(shí)是在2-14mm范圍內(nèi)。如果該纖維太長(zhǎng)，很難在造紙操作中分散該纖維，而且該織物表面不致于好得足以使該纖維紙成為供電路板基片用的高質(zhì)量基礎(chǔ)材料。另一方面，如果該纖維太短，則纖維不能充分地交織。結(jié)果，紙強(qiáng)度及其它機(jī)械性能變差。
從耐熱性和尺寸穩(wěn)定性考慮，優(yōu)選的是使用間-芳族聚酰胺類纖維作為本發(fā)明中的粘結(jié)劑。間-芳族聚酰胺類纖維的例子是聚間苯二甲酰間亞苯基二胺或共聚物或主要由聚間苯二甲酰間亞苯基二胺組成的混合聚合物。雖然還有可能將對(duì)苯二甲酸、對(duì)亞苯基二胺和類似物作為第三組分與間-芳族聚酰胺共聚合，但是第三組分的含量應(yīng)該是20mol％或更低。而且，還有可能添加有機(jī)樹(shù)脂，尤其熱固性樹(shù)脂，如環(huán)氧樹(shù)脂，酚樹(shù)脂，和蜜胺樹(shù)脂，作為除了間-芳族聚酰胺類纖維之外的粘結(jié)劑組分，只要本發(fā)明的目的沒(méi)有受到這一樹(shù)脂的影響。
當(dāng)對(duì)-芳族聚酰胺短纖維和間-芳族聚酰胺類纖維用于制造本發(fā)明的芳族聚酰胺纖維紙時(shí)，該混合比應(yīng)該使得對(duì)-芳族聚酰胺短纖維的量是在60-97wt％范圍內(nèi)，和間-芳族聚酰胺類纖維的量是在3-40wt％范圍內(nèi)，相對(duì)于芳族聚酰胺纖維紙的總重量。如果間-芳族聚酰胺類纖維的含量太低，在造紙過(guò)程和熱處理中紙強(qiáng)度顯得太低，和紙很難卷繞。而且，對(duì)-芳族聚酰胺短纖維將會(huì)掉落，并且在紙張的表面上會(huì)起毛，導(dǎo)致質(zhì)量問(wèn)題。優(yōu)選的是粘結(jié)劑的含量是至少5wt％。間-芳族聚酰胺類纖維在熱處理中軟化和因此在高溫下膨脹，與對(duì)-芳族聚酰胺纖維粘結(jié)在一起。然而，如果粘結(jié)劑的含量太高，紙張的孔隙率太低，導(dǎo)致該樹(shù)脂浸漬劑的差浸漬作用和獲得差的質(zhì)量。因此，粘結(jié)劑的含量應(yīng)是30wt％或30wt％以下。
除了對(duì)-芳族聚酰胺短纖維之外，還有可能添加共聚物型的對(duì)-芳族聚酰胺短纖維如對(duì)苯二甲酰對(duì)亞苯基二胺/3，4-二亞苯基二胺共聚物醚短纖維(Technora，Teijin Ltd.的產(chǎn)品)和聚對(duì)亞苯基苯并雙噁唑短纖維，玻璃短纖維，陶瓷短纖維等，只要本發(fā)明的目的不受這些纖維的影響。在這種情況下，上述材料的含量應(yīng)該是45wt％或45wt％以下，或優(yōu)選35wt％或35wt％以下。
在下文中將解釋制造紙的方法，該紙是由通過(guò)紡絲各向異性的聚合物溶液所形成的全芳族聚酰胺纖維組成。首先，對(duì)-芳族聚酰胺短纖維和間-芳族聚酰胺類纖維按上述比率被分散在水中而獲得均質(zhì)的造紙淤漿。此時(shí)，在分散體中纖維的濃度被保持在0.1-1.0wt％范圍內(nèi)。如果纖維的濃度太高，則該纖維無(wú)法充分被分散。通過(guò)使用扁平線型造紙機(jī)，圓網(wǎng)型造紙機(jī)，斜網(wǎng)型造紙機(jī)等從所獲得的分散體制造紙。在本發(fā)明中使用的對(duì)-芳族聚酰胺短纖維中所含的離子物質(zhì)能夠在該纖維接觸水時(shí)發(fā)生電離和然后從纖維中抽提出來(lái)。結(jié)果，該離子物質(zhì)與在造紙過(guò)程中所使用的水一起被排出，和該纖維被除去離子。在這一階段中，在短纖維中離子物質(zhì)的含量能夠降低至低于0.5wt％的水平。尤其，當(dāng)離子物質(zhì)的含量降低至低于0.2wt％的水平時(shí)，所獲得的纖維紙能夠甚至在高濕度下顯示出優(yōu)異的電絕緣性能，當(dāng)它用于電路基片時(shí)。
當(dāng)本發(fā)明的芳族聚酰胺纖維紙用作電路基板時(shí)，優(yōu)選的是該紙具有包括密度和強(qiáng)度在內(nèi)的下述性能，這些性能對(duì)制造基板的操作和基板的性能有影響。紙的密度優(yōu)選是在0.40-0.85g/cm3范圍內(nèi)。如果該密度太低，難以獲得高強(qiáng)度。另外，該尺寸穩(wěn)定性是差的。所以，優(yōu)選的是紙的密度是0.50g/cm3或更高。另一方面，如果該密度太高，當(dāng)制造該樹(shù)脂-浸漬的預(yù)浸漬件時(shí)，該樹(shù)脂難以進(jìn)入紙的內(nèi)部，不利地影響了基板的性能。因此，紙的密度優(yōu)選是0.75g/cm3或更低。優(yōu)選的是，紙的強(qiáng)度是1.5kg/cm或更高，以使該紙?jiān)谙旅鎸⒚枋龅臉?shù)脂浸漬操作中不易撕裂。
當(dāng)具有上述組成的芳族聚酰胺纖維紙用作電路基板時(shí)，為了完全地顯示耐熱性、后加熱尺寸穩(wěn)定性和后增濕穩(wěn)定性，有必要在該紙被制造后進(jìn)行熱處理和適當(dāng)?shù)靥幚碓摷垼允辜埖母黜?xiàng)特性分別是在上述范圍內(nèi)。例如，有可能使用壓延機(jī)來(lái)處理紙和控制該溫度與壓力。在這種情況下，在加熱和加壓下讓紙?jiān)趶囊患?jí)或多級(jí)金屬輥制成的壓延輥之間通過(guò)。當(dāng)間-芳族聚酰胺類纖維用作該粘結(jié)劑時(shí)，軟化該粘結(jié)劑的溫度和壓力分別是在140-400℃和30kg/cm或更高的范圍內(nèi)。如果該溫度和壓力沒(méi)有保持在上述范圍內(nèi)，則不能獲得更精細(xì)的紙結(jié)構(gòu)，紙的強(qiáng)度難以達(dá)到上述水平。另外，熱處理的條件應(yīng)該適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，以使本發(fā)明的芳族聚酰胺纖維紙的結(jié)晶度是45或更高，和晶體尺寸(ACS表觀晶體尺寸(110面))是50?；蚋?。通過(guò)促進(jìn)纖維紙的結(jié)晶，當(dāng)該紙用作電路基板時(shí)，有可能在高濕度下限制被保留在芳族聚酰胺纖維中的少量離子物質(zhì)的離子化。同時(shí)，用作電路基板的基礎(chǔ)材料的纖維紙的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性和抗?jié)裥阅軌蛲ㄟ^(guò)形成精細(xì)的芳族聚酰胺纖維晶體結(jié)構(gòu)被顯著改進(jìn)。
在下文中，將參考應(yīng)用實(shí)施例來(lái)更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。
然而，本發(fā)明不局限于這些應(yīng)用實(shí)施例。
試驗(yàn)方法1.結(jié)晶度和晶體尺寸。
通過(guò)使用X射線衍射裝置(PW 1075/00，Philips Co.的產(chǎn)品)在40kv和40mA條件下按反射模式測(cè)定裁切成大約3cm×4cm的尺寸的紙樣品的衍射強(qiáng)度。該晶體尺寸(ACS表觀晶體尺寸)對(duì)應(yīng)于在20-21°的掃描角下的衍射強(qiáng)度。它是通過(guò)使用平面(110)的衍射峰的半值寬度從下面公式計(jì)算的。
ACS＝(Kx)/βcosTH)K＝1x＝X射線波長(zhǎng)(在本情況下1.5418埃)β＝校正因數(shù)TH＝從衍射圖形獲得的平面(110)的布喇格角的一半(散射角的一半)該結(jié)晶度(CI結(jié)晶度指數(shù))是由下面的公式計(jì)算。
CI＝[(A-C)×100]/AA＝在大約23°下平面(200)的衍射峰強(qiáng)度C＝在大約22°下最低衍射強(qiáng)度就纖維而言，該晶體尺寸和結(jié)晶度是通過(guò)使用上述方法按同樣方式計(jì)算的，只是在進(jìn)行測(cè)量之前，具有4cm長(zhǎng)度和20mg重量的紙樣品用硝棉膠溶液定形。
2.紙中離子物質(zhì)的含量將大約0.3g的紙放置在白金杯中。
在溶解于硫酸后，紙樣品用煤氣燃燒器或電烘箱煅燒。所獲得的煅燒物質(zhì)在硫酸、硝酸或氫氟酸中熱分解，然后被溶于稀硝酸而獲得溶液。
在所獲得的溶液中陽(yáng)離子物質(zhì)的量通過(guò)使用原子吸收法來(lái)測(cè)量。
3.紙的密度紙的密度是根據(jù)JIS P-8118測(cè)量。
4.在加熱期間紙的尺寸變化百分比測(cè)量200mm長(zhǎng)度和30mm寬度的紙樣品的長(zhǎng)度的變化。在樣品被加熱之前和在該樣品于300℃下加熱10min之后，紙樣品的長(zhǎng)度用X-Y坐標(biāo)測(cè)量裝置來(lái)測(cè)量。在紙樣品被加熱之后，計(jì)算MD和CD的尺寸變化百分比(％)。尺寸變化百分比(％)＝100×(加熱后測(cè)量的長(zhǎng)度-加熱前測(cè)量的長(zhǎng)度)/(加熱前測(cè)量的長(zhǎng)度)。
5.在加熱期間紙的尺寸變化的拐點(diǎn)溫度測(cè)量當(dāng)5mm長(zhǎng)度和2mm寬度的紙樣品的尺寸變化顯著增大時(shí)的溫度。使用TMA(熱機(jī)械分析裝置TA Instrument Co.的產(chǎn)品)進(jìn)行測(cè)量。該溫度是在2g的負(fù)荷下以10℃/min的加熱速率從室溫升高到150℃，它然后降低和接著再以10℃/min的速率升高。紙樣品被加熱至350℃。隨著溫度的升高，當(dāng)恒定的尺寸變化速率顯著變化時(shí)的溫度取作尺寸變化的拐點(diǎn)溫度。
6.在紙張的厚度方向上的熱膨脹系數(shù)測(cè)量被切成10mm×10mm尺寸的紙樣品的熱膨脹系數(shù)。使用TMA(熱機(jī)械分析裝置TA Instrument Co.的產(chǎn)品)進(jìn)行測(cè)量。該溫度是在2g的負(fù)荷下以10℃/min的加熱速率從室溫升高到150℃，它然后降低和接著再以10℃/min的速率升高至350℃。計(jì)算在室溫到250℃范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)。
7.紙的拉伸強(qiáng)度(紙力)，紙的拉伸強(qiáng)度可根據(jù)JIS P-8113測(cè)量。
8.紙的抽提電導(dǎo)率用作電路基板的纖維紙?jiān)诟邼穸认碌慕^緣可靠性是通過(guò)評(píng)價(jià)作為離子形式的該離子物質(zhì)的抽提狀態(tài)來(lái)測(cè)定的。離子物質(zhì)使用下面的方法來(lái)抽提。裁切大約5g紙樣品和精確稱重。在紙樣品被裝在燒瓶中之后，添加大約180ml的離子交換水。該燒瓶被加熱24小時(shí)，離子被抽提到水中。在冷卻之后，抽提液體的電導(dǎo)率用電導(dǎo)率計(jì)測(cè)量，并作為每5g樣品的值來(lái)計(jì)算。
電路基板的特性參數(shù)9.在吸濕后的絕緣可靠性通過(guò)在用作環(huán)氧樹(shù)脂(用它浸漬芳族聚酰胺纖維紙)的甲酚酚醛環(huán)氧樹(shù)脂和雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂中添加用作固化劑的雙氰胺和用作固化促進(jìn)劑的芐基甲胺來(lái)制備環(huán)氧樹(shù)脂組合物。在該芳族聚酰胺纖維紙用通過(guò)將上述環(huán)氧樹(shù)脂組合物溶于丁酮溶液中所制備的清漆浸漬之后，該紙被干燥，獲得含有53wt％樹(shù)脂的B階預(yù)浸漬件。在預(yù)浸漬件的兩側(cè)上排列18微米厚銅箔之后，該預(yù)浸漬件通過(guò)在170℃和30kg/cm2的壓力下用真空加熱壓制機(jī)加壓60min而獲得層壓材料。在層壓材料的一側(cè)上以200微米的線寬和間距進(jìn)行刻蝕，形成梳形電極圖案。然后，用上述樹(shù)脂浸漬過(guò)的B-階預(yù)浸漬件被排列在層壓材料的兩側(cè)上，隨后通過(guò)使用真空加熱壓制機(jī)在170℃和30kg/cm2的壓力下加壓60min而獲得另一層壓件。該基板在110℃和85％RH下放置500h和1000h下，與此同時(shí)對(duì)基板施加20V的直流(DC)電壓。在從上述高溫和高溫度環(huán)境中取出基板之后，它在20℃和60％RH下放置以恢復(fù)到正常狀態(tài)。然后，在梳形電極之間施加35V的直流電壓達(dá)60秒，測(cè)量在高濕度環(huán)境中處理之后的基板的絕緣電阻。各梳形電極的最低電阻取作實(shí)測(cè)值。
10.尺寸穩(wěn)定性將5件在以上9項(xiàng)中獲得的B階樹(shù)脂浸漬過(guò)的預(yù)浸漬件重疊在一起制造片材。在該片材的每一側(cè)上貼合18微米厚度的銅箔，它然后使用真空加熱壓制機(jī)在180℃和30kg/cm2的壓力下加壓60min獲得層壓件。該銅箔層壓板被切成250mm×250mm的尺寸。制備四片上述層壓板樣品。在各基板的縱向和橫向上的尺寸是以200mm×200mm的測(cè)量間隔來(lái)測(cè)量。在正常情況下(測(cè)量1)，在銅箔蝕刻處理后(測(cè)量2)，和在熱處理后(測(cè)量3)，進(jìn)行測(cè)量。從最大和最小變化計(jì)算正常狀態(tài)的尺寸變化百分比。
11.耐焊接熱性能在以上9項(xiàng)中獲得的銅箔層壓板的耐焊接熱性能是根據(jù)JIS C-6481來(lái)測(cè)量。
12.在厚度方向上的熱膨脹系數(shù)在以上9項(xiàng)中獲得的銅箔層壓板的每一側(cè)上的銅箔利用蝕刻除去之后，從基板上切下10mm×10mm尺寸的樣品。使用TMA(熱機(jī)械分析裝置TA Instrument Co.的產(chǎn)品)測(cè)量在厚度方向上的熱膨脹系數(shù)。該溫度是在2g的負(fù)荷下以10℃/min的加熱速率從室溫升高到150℃，它然后降低和接著再以10℃/min的速率升高至300℃。計(jì)算在室溫到250℃范圍內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)。
優(yōu)選實(shí)施方案的敘述應(yīng)用實(shí)施例1用于通過(guò)將各向異性的聚合物溶液進(jìn)行紡絲所形成的全芳族聚酰胺纖維的該對(duì)-芳族聚酰胺短纖維是由聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺構(gòu)成。在紡絲之后在短纖維中離子物質(zhì)的含量是0.36wt％，和該短纖維進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪允蛊矫?110)上的晶體尺寸是40埃。短纖維的尺寸和長(zhǎng)度分別是1.5旦尼爾和3mm。聚間苯二甲酰間亞苯基二胺溶液在高剪切下沉淀在凝固溶液中，獲得間-芳族聚酰胺類纖維。將短纖維和類纖維與分散劑一起均勻分散在水中，獲得具有0.2wt％纖維濃度的造紙漿料。該短纖維是短纖維和類纖維的總量的90wt％。該紙漿用TAPPI型方形壓片機(jī)處理，隨后脫水，獲得具有70g/cm2的基礎(chǔ)重量的一種芳族聚酰胺纖維紙。隨后，通過(guò)使用由一對(duì)加熱至300℃的金屬輥組成的壓延機(jī)，在60kg/cm2的線壓下讓該纖維紙進(jìn)行壓延處理。然后，紙?jiān)?00℃的熱風(fēng)爐中加熱大約2min。通過(guò)使用按照以上所述方法獲得的纖維紙，形成了樹(shù)脂浸漬的預(yù)浸漬件。通過(guò)使用所獲得的預(yù)浸漬件形成了電路的基板。全芳族合成纖維紙的特性和用于電路的基板的特性列于表I中。
應(yīng)用實(shí)施例2用于通過(guò)液晶紡絲所形成的全芳族聚酰胺纖維的該對(duì)-芳族聚酰胺短纖維是由聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺構(gòu)成。在紡絲之后在短纖維中離子物質(zhì)的含量是0.36wt％，和該短纖維進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硪允蛊矫?110)上的晶體尺寸是40埃。短纖維的尺寸和長(zhǎng)度分別是1.5旦尼爾和3mm。按照與應(yīng)用實(shí)施例1中所述同樣方式制造對(duì)-芳族聚酰胺纖維紙，只是代替間-芳族聚酰胺類纖維，該紙用雙酚型水可分散的環(huán)氧樹(shù)脂的水溶液涂敷和適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行處理，以使粘附的環(huán)氧樹(shù)脂的量是10wt％。在涂層紙?bào)w系中短纖維的含量是90wt％。通過(guò)使用按照以上所述方法獲得的纖維紙，形成了樹(shù)脂浸漬的預(yù)浸漬件。通過(guò)使用所獲得的預(yù)浸漬件形成了電路的基板。全芳族聚酰胺纖維紙的特性和用于電路的基板的特性列于表I中。
對(duì)比實(shí)施例1按照與應(yīng)用實(shí)施例1中同樣的方式，只是使用不同類型的短纖維，來(lái)制造一種對(duì)-芳族聚酰胺纖維紙。在這種情況下，用于通過(guò)紡絲各向異性聚合物溶液所形成的全芳族聚酰胺纖維的該對(duì)-芳族聚酰胺短纖維(Kevlar，Toray DuPont Ltd.的產(chǎn)品)是由聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺構(gòu)成的。在紡絲之后經(jīng)過(guò)干熱處理的離子物質(zhì)的含量是0.5wt％。在平面(110)上的晶體尺寸是55埃。短纖維的尺寸和長(zhǎng)度分別是1.5旦尼爾和3mm。在所獲得的紙中短纖維的含量是短纖維和類纖維的總量的90wt％。通過(guò)使用按照以上所述方法獲得的纖維紙，形成了樹(shù)脂浸漬的預(yù)浸漬件。通過(guò)使用所獲得的預(yù)浸漬件形成了電路的基板。全芳族聚酰胺纖維紙的特性和用于電路的基板的特性列于表I中。
對(duì)比實(shí)施例2按照與應(yīng)用實(shí)施例1中同樣的方式，只是使用不同類型的短纖維，來(lái)制造一種對(duì)-芳族聚酰胺纖維紙。在這種情況下使用的對(duì)-芳族聚酰胺短纖維是通過(guò)使用一種不是通過(guò)紡絲各向異性的聚合物溶液的其它方法來(lái)制造的。該短纖維是由對(duì)苯二甲酰對(duì)亞苯基二胺/3，4-氧基二亞苯基二胺共聚物(Technora，Teijin Ltd.的產(chǎn)品)組成。短纖維的尺寸和長(zhǎng)度分別是1.5旦尼爾和3mm。在所獲得的紙中短纖維的含量是短纖維和類纖維的總量的90wt％。通過(guò)使用按照以上所述方法獲得的纖維紙，形成了樹(shù)脂浸漬的預(yù)浸漬件。通過(guò)使用所獲得的預(yù)浸漬件形成了電路的基板。全芳族聚酰胺纖維紙的特性和用于電路的基板的特性列于表I中。
對(duì)比實(shí)施例3按照與應(yīng)用實(shí)施例1中同樣的方式，只是除了以下事實(shí)以外，來(lái)制造一種對(duì)-芳族聚酰胺纖維紙。在這種情況下使用的對(duì)-芳族聚酰胺短纖維是通過(guò)使用一種不是通過(guò)紡絲各向異性的聚合物溶液的其它方法來(lái)制造的。該短纖維是由對(duì)苯二甲酰對(duì)亞苯基二胺/3，4-氧基二亞苯基二胺共聚物(Technora，Teijin Ltd.的產(chǎn)品)組成。短纖維的尺寸和長(zhǎng)度分別是1.5旦尼爾和3mm。在所獲得的紙中短纖維的含量是短纖維和類纖維的總量的90wt％。代替間-芳族聚酰胺，該紙用雙酚型水可分散的環(huán)氧樹(shù)脂的水溶液涂敷和適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行處理，以使粘附的環(huán)氧樹(shù)脂的量是10wt％。通過(guò)使用按照以上所述方法獲得的纖維紙，形成了樹(shù)脂浸漬的預(yù)浸漬件。通過(guò)使用所獲得的預(yù)浸漬件形成了電路的基板。全芳族聚酰胺纖維紙的特性和用于電路的基板的特性列于表I中。
表I
權(quán)利要求
1.一種全芳族聚酰胺纖維紙，特征在于該全芳族聚酰胺纖維紙包括60-97wt％的全芳族聚酰胺纖維和3-40wt％的粘結(jié)劑；在上述纖維紙中離子物質(zhì)的含量是低于0.5wt％；該芳族聚酰胺纖維的結(jié)晶度是45％或更高；和該芳族聚酰胺纖維的晶體尺寸(ACS表觀晶體尺寸(110平面))是50?；蚋?。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的全芳族聚酰胺纖維紙，特征在于以下事實(shí)該全芳族聚酰胺纖維是聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的纖維紙，特征在于以下事實(shí)該全芳族聚酰胺纖維的長(zhǎng)度是2-14mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的全芳族聚酰胺纖維紙，特征在于以下事實(shí)該紙的密度是0.45-0.85g/cm3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的全芳族聚酰胺纖維紙，特征在于以下事實(shí)在300℃下加熱該紙10分鐘之后在紙中的尺寸變化是0.03％或更低。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的全芳族聚酰胺纖維紙，特征在于以下事實(shí)在厚度方向上該紙的熱膨脹系數(shù)是在50-400ppm/℃范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的全芳族聚酰胺纖維紙，特征在于以下事實(shí)該紙的抽提導(dǎo)電率是10μS/cm或更低。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的全芳族聚酰胺纖維紙，特征在于以下事實(shí)該拉伸強(qiáng)度是1.5kg/cm或更高。
9.一種包括用熱固性樹(shù)脂浸漬的至少一層權(quán)利要求1的纖維紙的層壓板，其中層壓板的熱膨脹系數(shù)是200ppm/℃或更低。
全文摘要
提供了一種纖維紙,它由通過(guò)液晶紡絲所形成的全芳族聚酰胺纖維組成。該纖維紙能用作電路的基板的基礎(chǔ)材料,和它能夠在高濕度下顯示出高的電絕緣可靠性,優(yōu)異的后加熱尺寸穩(wěn)定性,和高的耐熱性。
文檔編號(hào)H05K1/03GK1364208SQ00810718
公開(kāi)日2002年8月14日 申請(qǐng)日期2000年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月22日
發(fā)明者H·蘇祖基, L·J·赫斯勒, C·R·懷特菲爾德 申請(qǐng)人:納幕爾杜邦公司