TWI647287B - 功能性塗料與具有該功能性塗料的鏡板 - Google Patents
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Abstract
習知技術透過在鋁基板的表面形成(高硬度)陶瓷覆層，解決了鋁基板於覆銅層壓板的壓合製程中會變形或凹陷等問題；然而，陶瓷覆層質脆因而易於高溫高壓的壓合製造過程中破裂，導致微小的破裂物會於壓合製造過程中沾黏至銅箔層。不同地，本發明以一功能性塗料與一基板(例如鋁板或鋼板)構成具有高表面硬度、絕緣性與離型力的新式鏡板。其中，所述功能性塗料的基本組成係包括：高分子材料、分散劑、絕緣材料、離型滑劑、與硬化劑。並且，多組實驗結果係證實具有該功能性塗料的鏡板的確展現出高表面硬度、絕緣性與離型力的性質。
Description
本發明係關於塗料的相關技術領域，尤其是一種功能性塗料與具有該功能性塗料的鏡板。
印刷電路板(Printed circuit board, PCB)為各種電子產品不可或缺的主要部件，其芯材(core)為覆銅層壓板(Copper clad laminate, CCL)。圖1係顯示習知的覆銅層壓板的立體圖，且圖2係顯示覆銅層壓板的剖視圖。如圖1與圖2所示，覆銅層壓板1’係由一層壓層(laminate layer)11’與至少一銅箔層(copper foil)12’疊合而成。值得說明的是，層壓層11’係由樹脂混合材(resin matrix)111’、補強材(Reinforcement)112’與填充材(fillers)113’所組成；其中，樹脂混合材111’由至少一種樹脂材料與搭配硬化劑製成，且補強材112’主要由玻璃纖維(Glass fiber)製成。
請繼續參閱圖3，係顯示覆銅層壓板的爆炸圖。製造覆銅層壓板1’之時，需首先備好由補強材112’與填充材113’所構成的內層11i’，並接著於銅箔層12’與內層11i’之間置入由至少一種熱固性樹脂所組成的黏合層11a’。如圖3所示，為了使內層11i’與黏合層11a’進一步構成層壓層11’並同時令銅箔層12’與該層壓層11’穩定結合，習知技術通常會以鋁製的蓋板(entry board)14U’覆蓋頂部的銅箔層12’並同時將一墊板 (back-up board)14L’置於底部的銅箔層12’之下。補充說明的是，此鋁製的蓋板14U’亦被稱為載體。繼續地，再透過通電於蓋板14U’與墊板14L’的方式，利用銅箔層12’加熱黏合層11a’，使得黏合層11a’(即，樹脂材料)與內層11i’膠合成如圖2所示的層壓層11’。值得注意的是，於加熱黏合層11a’的過程中，必須同時利用壓合機提供至少500 psi/cm
2的一壓合應力至蓋板14U’與墊板14L’，以達成覆銅層壓板1’的高溫高壓之壓合製程。
長期涉及覆銅層壓板1’之設計與製造的工程師應該知道，在壓合製造過程中，鋁製載體(即，蓋板14U’與墊板14L’)會發生原子擴散至銅箔層12’，導致鋁製載體與銅箔層12’發生沾黏而無法在壓合製程結束之後順利地自銅箔層12’剝離。同時，原子擴散會於銅箔層12’的表面上形成鋁堆積，導致銅箔層12’無法具有均勻的表面。另一方面，對於包含多層覆銅層壓板1’的PCB進行壓合製程之前，必須完成所有覆銅層壓板1’的預鉚合；然而，不平整的預鉚合點容易導致鋁製載體的變形或凹陷，造成鋁製載體的循環使用壽命約僅有100次。
對此，研究人員與覆銅層壓板之製造商提出了許多解決方案，分別揭露於中國專利公開號CN102625571 A、CN103118494 B與CN 102740604 A之中。這三份技術文件所載的解決方案的優點與缺點被整理於下表(1)之中。 表(1)
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 專利公開號 </td><td> 優點 </td><td> 缺點 </td></tr><tr><td> CN102625571 A </td><td> 於鋁載體的表面沉積一表面氧化層，以提高鋁載體的硬度，降低鋁載體之變形或凹陷的發生。 </td><td> 肇因於表面氧化層質脆，其易於高溫高壓的壓合製造過程中破裂，導致微小的破裂物沾黏至銅箔層。 </td></tr><tr><td> CN103118494 B </td><td> 採用不鏽鋼為基材，並於基材表面上形成陶瓷覆層(亦即，金屬氧化層)，以此不鏽鋼載體解決鋁載體易受熱變形或受擠壓凹陷之問題。 </td><td> 肇因於陶瓷覆層(亦即，金屬氧化層)質脆，其易於高溫高壓的壓合製造過程中破裂，導致微小的破裂物沾黏至銅箔層。 </td></tr><tr><td> CN 102740604 A </td><td> 於鋁載體的表面沉積一陶瓷覆層，以提高鋁載體的硬度，降低鋁載體之變形或凹陷的發生。 </td><td> 肇因於陶瓷覆層(亦即，金屬氧化層)質脆，其易於高溫高壓的壓合製造過程中破裂，導致微小的破裂物沾黏至銅箔層。 </td></tr></TBODY></TABLE>
由上述說明可以得知，目前並不存在理想的改善方案能夠在不衍生其它問題的情況下有效地解決鋁製載體於壓合製程中所顯現的變形、凹陷、與/或原子擴散等問題；有鑑於此，本案之發明人係極力加以研究發明，而終於研發完成本發明之一種功能性塗料與具有該功能性塗料的鏡板。
習知技術透過在鋁基板的表面形成(高硬度)陶瓷覆層，解決了鋁基板於覆銅層壓板的壓合製程中會變形或凹陷等問題；然而，陶瓷覆層質脆因而易於高溫高壓的壓合製造過程中破裂，導致微小的破裂物會於壓合製造過程中沾黏至銅箔層。有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種功能性塗料及具有該功能性塗料的鏡板。特別地，由一功能性塗料與一基板(例如鋁板或鋼板)所構成的鏡板具有高表面硬度、絕緣性與離型力的優點。並且，多組實驗結果係證實具有該功能性塗料的鏡板的確展現出高表面硬度、絕緣性與離型力的性質。
為了達成上述本發明之主要目的，本案發明人係提供所述功能性塗料的一實施例，係包括以下基本組成： 一高分子材料，具有10-50wt%的重量百分比； 至少一分散劑，具有0.05-5%的百分比； 至少一絕緣材料粒子，具有50-10wt%的重量百分比； 至少一離型滑劑，具有10-30%的百分比；以及 至少一硬化劑，具有0.5-10%的百分比。
於所述功能性塗料的實施例中，更包括複數種助劑，且該複數種助劑係包括： 至少一抗靜電劑，具有0.5-5%的百分比； 至少一流平劑，具有0.01-5%的百分比；以及 至少一消泡劑，具有0.01-3%的百分比。
於所述功能性塗料的實施例中，該高分子材料係溶於一溶劑之中；並且，該高分子材料係黏結包覆該絕緣材料，且該高分子材料與該絕緣材料之間具有介於0.5至0.25之間的一比重差。
於所述功能性塗料的實施例中，該絕緣材料粒子具有高硬度之機械性質，且其可為下列任一者：聚四氟乙烯粒子、二氧化矽粒子、二氧化鋯粒子、三氧化二鋁粒子、二氧化鈦粒子、硫酸鋇粒子、三氧化二鎢粒子、上述任兩者之複合材料、或上述任兩者以上之複合材料。
於所述功能性塗料的實施例中，該絕緣材料粒子具有高硬度與高導熱之物理性質，且其可為下列任一者：氮化鋁粒子、氮化鈦粒子、氮化矽粒子、類鑽碳粒子、人工鑽石粒子、碳化鈦粒子、碳化矽粒子、二矽化鉬粒子、上述任兩者之複合材料、或上述任兩者以上之複合材料。
並且，了達成上述本發明之主要目的，本案發明人係提供所述鏡板的一實施例，係包括： 一基層；以及 至少一功能性塗料，係覆於該基層的至少一表面之上，並包括： 一高分子材料，具有10-50wt%的重量百分比； 至少一分散劑，具有0.05-5%的百分比； 至少一絕緣材料粒子，具有50-10wt%的重量百分比； 至少一離型滑劑，具有10-30%的百分比；及 至少一硬化劑，具有0.5-10%的百分比。
於所述鏡板的實施例中，該基層之材質可為下列任一者：鋼材、鋁材、鈦材、銅材、鐵材、上述任兩者之複合材、或上述任兩者以上之複合材。
於所述鏡板的實施例中，更包括複數種助劑，且該複數種助劑係包括： 至少一抗靜電劑，具有0.5-5%的百分比； 至少一流平劑，具有0.01-5%的百分比；以及 至少一消泡劑，具有0.01-3%的百分比。
於所述鏡板的實施例中，該高分子材料係溶於一溶劑之中；並且，該高分子材料係黏結包覆該絕緣材料粒子，且該高分子材料與該絕緣材料粒子之間具有介於0.5至0.25之間的一比重差。
於所述鏡板的實施例中，該絕緣材料粒子具有高硬度之機械性質，且其可為下列任一者：聚四氟乙烯粒子、二氧化矽粒子、二氧化鋯粒子、三氧化二鋁粒子、二氧化鈦粒子、硫酸鋇粒子、三氧化二鎢粒子、上述任兩者之複合材料、或上述任兩者以上之複合材料。
於所述鏡板的實施例中，該絕緣材料粒子具有高硬度與高導熱之物理性質，且其可為下列任一者：氮化鋁粒子、氮化鈦粒子、氮化矽粒子、類鑽碳粒子、人工鑽石粒子、碳化鈦粒子、碳化矽粒子、二矽化鉬粒子、上述任兩者之複合材料、或上述任兩者以上之複合材料。
為了能夠更清楚地描述本發明所提出之一種功能性塗料及具有該功能性塗料的鏡板，以下將配合圖式，詳盡說明本發明之較佳實施例。
第一實施例
請參閱圖4，係顯示本發明之一種具有功能性塗料的鏡板之第一實施例的示意性剖視圖。如圖4所示，此鏡板1係由一基層11以及覆於該基層11表面上的一功能性塗料12所構成；其中，該基層11之材質可以是鋼材、鋁材、鈦材、銅材、鐵材、上述任兩者之複合材、或上述任兩者以上之複合材。嚴格來說，本發明之技術重點在於開發出所述功能性塗料12，並透過將該功能性塗料12覆於該基層11表面的方式，提升基層11的離型力與物理性質(例如硬度與導熱性)。
於第一實施例之中，功能性塗料12的基本組成係包括：10-50wt%的高分子材料、0.05-5%的分散劑、50-10wt%的高硬度絕緣材料粒子、10-30%的離型滑劑、與0.5-10%的硬化劑；其中，該高分子材料係溶於一溶劑之中，且該高分子材料係黏結包覆該高硬度絕緣材料粒子。值得說明的是，本發明並不特別限定高分子材料的組成，其可以是：(改性)酚醛樹脂、(改性)壓克力樹脂、(改性)環氧樹脂、(改性)環氧壓克力樹脂、矽酮或(改性)矽酮樹酯用醇酸樹酯、(改性)飽和聚酯或不飽和聚酯、(改性)聚氨酯類樹脂、(改性)鉻絡合物甲基丙烯酸型樹酯、(改性)脂肪酸型聚丙烯酸樹脂、(改性)聚甲基戊烯樹脂、(改性)氨基醇酸樹脂以及(改性)丙烯酸樹脂、上述任兩者之複合材料、或上述任兩者以上之複合材料。同樣地，本發明也不限制所述高硬度絕緣材料粒子之組成，其可以是：聚四氟乙烯粒子、(結晶/非結晶)二氧化矽粒子、二氧化鋯粒子、三氧化二鋁粒子、二氧化鈦粒子、硫酸鋇粒子、三氧化二鎢粒子、上述任兩者之複合材料、或上述任兩者以上之複合材料。
於第一實施例之中， 該高分子材料的比重係介於1.1至3之間，且該高硬度絕緣材料粒子的比重係介於2至8之間(3-4.5為較佳值)；並且，該高分子材料與該高硬度絕緣材料粒子之間具有介於0.5至0.25之間的一比重差。另一方面，高硬度絕緣材料粒子的粒徑係介於1nm至40um，較佳者為1um-20um。如熟悉高分子塗料之設計與製造的工程師所熟知的，溶劑通常用來溶解高分子材料，且常用的高分子材料之溶劑可為下列任一者：甲苯、乙苯、丙二醇甲醚醋酸酯、二丙二醇甲醚、環已烷、石油醚、石油醚、二異丁基甲配、環乙酮、乙基已醇、乙二醇丁醚、正已烷、甲乙酮、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
另一方面，分散劑係用於使得所述高硬度絕緣材料粒子能夠均勻地分布在由溶劑與高分子材料所形成的高分子劑之中。並且，常用的分散劑可為下列任一者：脂肪酸改性乳化劑 (FAME) 、表面活性陰離子化合物、含酸性基團的脂肪族聚 醚、脂肪醇硫酸鹽的混合物、酸性聚酯聚醯胺 、酸性聚醚、不飽和聚醯胺和羧酸酯鹽、(聚)羧酸鹽、脂肪酸醯胺 、不飽和羧酸、羥烷基銨羧酸鹽、(改性)聚丙烯酸酯類 聚合物、(改性)聚氨酯聚合物、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
再者，離型滑劑係以微膠囊的方式散佈於由溶劑與高分子材料所形成的高分子劑之中，提供此功能性塗料優良的表面滑度與較大的水滴角，使得所述功能性塗料的表面具有不沾黏與不反沾的特色。本發明也不特別限制離型滑劑的組成，其可以是例如合成石蠟、微晶石蠟、聚乙烯蠟等蠟型離型滑劑。此外，離型滑劑亦可為下列任一者：有機矽氧樹脂、氟素樹脂、矽酮、(改性)矽酮樹酯用醇酸樹酯、(改性)飽和聚酯或不飽和聚酯、(改性)聚氨酯類樹脂、(改性)鉻絡合物甲基丙烯酸型樹酯、(改性)脂肪酸型聚丙烯酸樹脂、(改性)聚甲基戊烯樹脂、(改性)氨基醇酸樹脂、(改性)丙烯酸數脂以及聚氨酯、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
承上述 ，有機矽氧樹脂可以是下列任一種：矽酮、改性矽酮、二甲基矽氧烷、三乙氧基矽烷、三甲氧基矽烷、1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯基三氯矽烷、甲基乙烯基二甲氧基矽烷、四甲基二乙烯基二矽氧烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、正矽酸甲酯、正矽酸乙酯、二甲基二甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、甲基苯基二甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、N-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基矽烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基矽烷、3-氨基丙基三乙氧基矽烷、3-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環乙烷)乙基三甲氧基矽烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基矽烷、巰丙基三甲氧基矽烷、3-巰丙基三乙氧基矽烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基矽烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基矽烷、十二甲基環六矽氧烷、八甲基環四矽氮烷、2,4,6,8-四甲基環四矽氧烷、四甲基四乙烯基環四矽氧烷、2,4,6-三甲基-2,4,6-三苯基環三矽氧烷、四甲基四苯基環四矽氧烷、五甲基五苯基環五矽氧烷、十甲基環五矽氧烷、六甲基二矽氧烷、3-異氰酸酯基丙基三甲氧基矽烷、異氰酸丙基三乙氧基矽烷、上述任兩者之混合物、或上述任三者之混合物。
另一方面 ，氟素樹脂可以是下列任一種：聚四氟乙烯、四氟乙烯與全氟烷基乙烯醚共聚物、四氟乙烯與六氟丙烯共聚物、四氟乙烯與乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚三氟氯乙烯和乙烯共聚物、偏二氟乙烯、偏氟乙烯、聚(偏)氟乙烯、聚偏二氟乙烯、上述任兩者之混合物、或上述任三者之混合物。
如長期涉及高分子塗料之設計與製造的工程師應該知道，硬化劑可強化高分子材料的鏈結和強度，進而提昇此功能性塗料之耐溫與耐磨強度。其中，硬化劑可為下列任一者：雙聯胺、雙氰胺、三聚氰胺、2-甲基咪唑、4-甲基-2-乙基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、4,4’’ -二氨基二苯碸、4-甲基六氫苯酐、四氫酞酐、4-甲基六氫苯酐+六氫苯酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二環己基甲烷、混和型聚異氰酸酯、聚醯胺樹脂二苯基甲烷二異氰酸、異佛爾酮二異氰酸酯、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
除了高分子材料、分散劑、高硬度絕緣材料粒子、離型滑劑、與硬化劑以外，功能性塗料12的組成之中可更進一步添加其它助劑，包括：0.5-5%百分比的抗靜電劑、0.01-5%百分比的流平劑以及0.01-3%百分比的消泡劑。其中，抗靜電劑用以消除功能性塗料12於接觸或摩擦之時所產生的靜電累積，避免累積的靜電進一步吸附塵粒而造成火花放電之燃燒或爆炸。常用的抗靜電劑可為下列任一者：硫酸衍生物、磷酸衍生物、胺類衍生物、季銨鹽衍生物、咪唑類衍生物、環氧乙烷衍生物、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
另一方面，在應用此功能性塗料12至基層11表面的過程中或是溶劑揮發之時皆會產生微氣泡，消泡劑的添加可以防止微氣泡的產生。此外，透過流平劑的添加可維持應用至基層11表面之功能性塗料12的表面平整。常用的消泡劑與流平劑可為下列任一者：聚丙烯酸酯、聚合物型/礦物油性消泡劑、(改性)丙烯酸共聚物、氟改性丙烯酸共聚物、聚醚改性聚二甲基矽氧烷、丙烯酸酯聚二甲基矽氧烷共聚物、聚二甲基矽氧烷、有機矽聚醚、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
第一實施例的製造方法
本發明之具有功能性塗料的鏡板之第一實施例可依據以下步驟製造獲得： (1)充分混合例如(改性)酚醛樹脂之高分子材料與例如丙二醇甲醚醋酸酯之溶劑，形成一高分子劑； (2)於該高分子劑之中進一步添加入(矽酮)離型滑劑、分散劑、流平劑、消泡劑、硬化劑、及抗靜電劑等助劑； (3)將高硬度絕緣材料粒子、溶劑與分散劑均勻混合，形成一絕緣材料劑； (4)將高分子劑與絕緣材劑充分混合，形成主劑A； (5)將主劑A與硬化劑B混合均勻，經過脫泡攪拌處理之後完成第一實施例之功能性塗料12的配製；以及 (6)利用網印、刮刀、滾塗、旋鍍、移印、噴塗等方式將該功能性塗料12覆於基層11之上，獲得鏡板1。
必須加以強調的是，本發明之重點在於高硬度絕緣材料粒子的組成以及高分子材料與高硬度絕緣材料粒子之間的比重差；特別地，該高硬度絕緣材料粒子包括二氧化矽粒子、三氧化二鋁粒子與二氧化鈦粒子，且此三種氧化物的重量百分比為1: 3：1；並且，高分子材料與高硬度絕緣材料粒子之間的比重差係介於0.5至0.25之間。本發明並不特別對於前述提及的各助劑的種類與配比(百分比)加以限制，是以長期涉及高分子塗料之設計與製造的工程師可以依照其經驗自行決定合適的助劑種類與比例。另一方面，建議的功能性塗料12的厚度範圍係介於1μm至1mm之間，且較佳的厚度範圍係介於5μm至60μm之間。
另外，在功能性塗料12被覆於基層11表面之後，可進一步地將鏡板1送入高溫爐，利用250
oC以下的處理溫度促使功能性塗料12固化，且溫度不以250
oC為最高溫限；或者，於功能性塗料12被覆於基層11表面之後，也可以使用紫外光照射的方式令其固化。
第二實施例
請參閱圖5，係顯示本發明之具有功能性塗料的鏡板之第二實施例的示意性剖視圖。如圖5所示，所述鏡板1同樣是由一基層11與一功能性塗料12a所構成。與前述第一實施例不同的是，第二實施例所使用的功能性塗料12a的基本組成係包括：10-50wt%的高分子材料、0.05-5%的分散劑、50-10wt%的高硬度與導熱性佳之絕緣材料粒子、10-30%的矽酮離型滑劑、與0.5-10%的硬化劑。其中，該高分子材料係溶於一溶劑之中以形成一高分子劑，使得高硬度與導熱性佳之絕緣材料粒子藉由分散劑之輔助而均勻地分散於高分子劑之中。
於第二實施例之中，該高硬度與導熱性佳之絕緣材料粒子可以是氮化鋁粒子、氮化鈦粒子、氮化矽粒子、類鑽碳粒子、人工鑽石粒子、碳化鈦粒子、碳化矽粒子、二矽化鉬粒子、上述任兩者之複合材料、或上述任兩者以上之複合材料。並且，該高硬度與導熱性佳之絕緣材料粒子的粒徑係介於5nm至40um之間。舉例而言，可依據1:1的重量比將氮化矽粉末與氮化鋁鈦粉末混合成為所述的高硬度與導熱性佳之絕緣材料粒子。並且，該高分子材料與該高硬度與導熱性佳之絕緣材料粒子之間的比重差係介於0.5至0.25之間。另一方面，第二實施例之功能性塗料12a的組成之中可更進一步添加其它助劑，包括：0.5-5%百分比的抗靜電劑、0.01-5%百分比的流平劑以及0.01-3%百分比的消泡劑。另一方面，本發明之具有功能性塗料12a的鏡板1之第二實施例同樣可依據前述步驟(1)至步驟(6)製造獲得。
第三實施例
請參閱圖6，係顯示本發明之具有功能性塗料的鏡板之第三實施例的示意性剖視圖。如圖6所示，所述鏡板1是由一基層11、一功能性塗料12、與一功能性塗料12a所構成。其中，功能性塗料12的組成已於前述第一實施例之中揭示，且功能性塗料12a的組成亦已於前述第二實施例之中揭示，在此便不再重複贅述。由圖6可以發現，功能性塗料12係覆於基層11的頂部表面，而功能性塗料12a則是覆於基層11的底部表面。然而，於實務應用中，也可以將功能性塗料12a與功能性塗料12分別覆於基層11的頂部與底部表面。
第四實施例
請參閱圖7，係顯示本發明之具有功能性塗料的鏡板之第四實施例的示意性剖視圖。如圖7所示，所述鏡板1是由一基層11、兩層功能性塗料12、與兩層功能性塗料12a所構成。其中，功能性塗料12的組成已於前述第一實施例之中揭示，且功能性塗料12a的組成亦已於前述第二實施例之中揭示，在此便不再重複贅述。由圖7可以發現，功能性塗料12a同時覆於基層11的頂部及底部表面，而功能性塗料12則是進一步地覆於該功能性塗料12a之上。
第一驗證實驗
為了驗證本發明之功能性塗料的確具備優秀的絕緣特性，本案發明人利用高阻計(或稱絕緣電阻計(Insulation tester))搭配含有高滲透導電液體或膠體的治具，完成了第一驗證實驗。圖8顯示含有高滲透導電液體的治具。如圖8所示，該治具2係包括一絕緣基材21與一高滲透導電液體(或膠體)22。該絕緣基材21為厚度45um以上的一多孔性絕緣層，例如：多孔性柱狀氧化鋁層。另一方面，該高滲透導電液體22可以是含鹽類或礦物質的水、高極性溶液、含有水或高極性溶劑的有機膠體、液態或膠態導電高分子、離子液體、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
請同時繼續參閱圖9，係顯示第一驗證實驗的量測系統之架構圖。如圖9所示，測試樣品的組成係包括鋼製的基層11以及本發明之功能性塗料12；其中，該功能性塗料12係同時覆於基層11的頂部及底部表面。此外，每層功能性塗料12皆進一步連接有圖8所示之含有高滲透導電液體22的治具2。如此設置，高滲透導電液體22便可以通過絕緣基材21所帶有的複數個通孔而均勻分佈於該功能性塗料12之上。接著，再將高阻計3的量測電極接觸於高滲透導電液體22與絕緣基材21，進以測試該功能性塗料12的高阻抗性。第一驗證實驗的量測結果係整理於下表(2)之中。 表(2)
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 測試條件 </td><td> 高阻抗性 測試結果 </td></tr><tr><td> 0 V </td><td> 200 Ω </td></tr><tr><td> 500 V </td><td> 200 MΩ </td></tr><tr><td> 1000 V </td><td> 2000 MΩ </td></tr></TBODY></TABLE>
由表(2)的量測結果可以得知，當高阻計3的直流電壓設定至1000V之時，該功能性塗料12的電阻值仍可達2000 M-ohm。因此，第一驗證實驗的量測結果係證實本發明之功能性塗料12具有優秀的絕緣特性。
第二驗證實驗
為了驗證本發明之功能性塗料的確具備優秀的離型性質，本案發明人以圖4所示的鏡板1作為實驗組之測試樣品，其中鏡板1的基層11為鋼板。另外，又以包含鋼板與習知離型膜的鏡板作為控制組之測試樣品。第二驗證實驗的測試方式係依據世界印刷電路板協會所提供的百格測試方式來測試本發明之功能性塗料12與習知離型膜的離型力。實驗結果顯示本發明之功能性塗料12與習知離型膜的離型力分別為0.5-24 g/cm
2與3.5-100 g/cm
2。因此，第二驗證實驗的量測結果係證實本發明之功能性塗料12具有優秀的離型性質。
第三驗證實驗
為了驗證本發明之功能性塗料的確具備高硬度的機械性質，本案發明人進步地完成第三驗證實驗。於第三驗證實驗中，實驗組的測試樣品為本發明之功能性塗料；並且，控制組的測試樣品包括：延壓銅箔、鋁板、鏡面鋁板(表面陽極氧化處理)、與鋼板。第三驗證實驗的測試方式包含鉛筆硬度測試(Pencil Hardness test)與維氏硬度測試(Vickers hardness test)。第三驗證實驗的量測結果係整理於下表(3)之中。並且，由表(3)的實驗數據係證實本發明之功能性塗料的確具備高硬度的機械性質。 表(3)
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 測試樣品 </td><td> 鉛筆硬度 </td><td> 維氏硬度 (HV) </td></tr><tr><td> 功能性塗料 </td><td> 9H </td><td> ＞400 </td></tr><tr><td> 延壓銅箔 </td><td> 6H </td><td> 113 </td></tr><tr><td> 鋁板 </td><td> 1B </td><td> 77 </td></tr><tr><td> 鏡面鋁板 </td><td> 9H </td><td> 111 </td></tr><tr><td> 鋼板 </td><td> 9H </td><td> 450 </td></tr></TBODY></TABLE>
第四驗證實驗
為了驗證本發明之功能性塗料的確具備優秀的表面粗糙度，本案發明人進步地完成第四驗證實驗。於第四驗證實驗中，實驗組的測試樣品為本發明之功能性塗料；並且，控制組的測試樣品包括鏡面鋁板與鋼板。第四驗證實驗的量測結果係整理於下表(4)之中。並且，由表(4)的實驗數據係證實本發明之功能性塗料的確具備優秀的表面粗糙度。 表(4)
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 測試樣品 </td><td> 表面粗糙度 (Ra) </td></tr><tr><td> 功能性塗料 </td><td> 0.06-0.063 </td></tr><tr><td> 鏡面鋁板 </td><td> 0.378-0.485 </td></tr><tr><td> 鋼板 </td><td> 0.128-0.132 </td></tr></TBODY></TABLE>
第五驗證實驗
為了驗證本發明之功能性塗料的確具備優秀的耐磨性，本案發明人進步地完成第五驗證實驗。於第五驗證實驗中，實驗組的測試樣品為本發明之功能性塗料；並且，控制組的測試樣品包括鏡面鋁板與鋼板。測試方法包括:(1)首先利用接觸角量測設備量測測試樣品的水滴角；以及(2)接著，使用#0000鋼絲絨在500g的負重條件下循環摩擦樣品表面100次，之後重複量測測試樣品的水滴角。第五驗證實驗的量測結果係整理於下表(5)之中。並且，由表(5)的實驗數據係證實本發明之功能性塗料的確具備優秀的耐磨性。 表(4)
<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 測試樣品 </td><td> 水滴角 (磨耗測試前) </td><td> 水滴角 (磨耗測試後) </td></tr><tr><td> 功能性塗料 </td><td> 106.6<sup>o</sup></td><td> 106.68<sup>o</sup></td></tr><tr><td> 鏡面鋁板 </td><td> 51.8<sup>o</sup></td><td> 81.9<sup>o</sup></td></tr><tr><td> 鋼板 </td><td> 106.6<sup>o</sup></td><td> 106.68<sup>o</sup></td></tr></TBODY></TABLE>
如此，上述係已完整且清楚地說明本發明之功能性塗料12及具有該功能性塗料的鏡板1；並且，經由上述可知本發明係具有下列之優點：
(1)習知技術透過於鋁製載體的表面形成(高硬度)陶瓷覆層，解決了鋁製載體於覆銅層壓板的壓合製程中的變形或凹陷等問題，然而，陶瓷覆層質脆因而易於高溫高壓的壓合製造過程中破裂，導致微小的破裂物沾黏至銅箔層。不同地，本發明以一功能性塗料12與一基層11(例如鋁板或鋼板)構成具有高表面硬度、絕緣性與離型力的鏡板1。其中，所述功能性塗料12的基本組成係包括：高分子材料、分散劑、絕緣材料粒子、離型滑劑、與硬化劑。並且，多組實驗結果係證實具有該功能性塗料12的鏡板1的確展現出高表面硬度、絕緣性與離型力的性質。
必須加以強調的是，上述之詳細說明係針對本發明可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
<本發明>
1‧‧‧鏡板
11‧‧‧基層
12‧‧‧功能性塗料
12a‧‧‧功能性塗料
2‧‧‧治具
21‧‧‧絕緣基材
22‧‧‧高滲透導電液體
3‧‧‧高阻計
<習知>
1’‧‧‧覆銅層壓板
11’‧‧‧層壓層
12’‧‧‧銅箔層
111’‧‧‧樹脂混合材
112’‧‧‧補強材
113’‧‧‧填充材
11i’‧‧‧內層
11a’‧‧‧黏合層
14U’‧‧‧蓋板
14L’‧‧‧墊板
圖1係顯示習知的覆銅層壓板的立體圖； 圖2係顯示覆銅層壓板的剖視圖； 圖3係顯示覆銅層壓板的爆炸圖； 圖4係顯示本發明之一種具有功能性塗料的鏡板之第一實施例的示意性剖視圖； 圖5係顯示本發明之具有功能性塗料的鏡板之第二實施例的示意性剖視圖； 圖6係顯示本發明之具有功能性塗料的鏡板之第三實施例的示意性剖視圖； 圖7係顯示本發明之具有功能性塗料的鏡板之第四實施例的示意性剖視圖； 圖8係顯示含有高滲透導電液體的治具；以及 圖9係顯示第一驗證實驗的量測系統之架構圖。
Claims (21)
- 一種功能性塗料，係包括：一高分子材料，具有10-50wt%的重量百分比；至少一分散劑，具有0.05-5%的百分比；至少一絕緣材料粒子，具有50-10wt%的重量百分比；至少一離型滑劑，具有10-30%的百分比；以及至少一硬化劑，具有0.5-10%的百分比；其中，該高分子材料與該絕緣材料粒子的比重差係介於0.5至0.25之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之的功能性塗料，其中，該高分子材料係溶於一溶劑之中，且該高分子材料係黏結包覆該絕緣材料粒子。
- 如申請專利範圍第1項所述之功能性塗料，其中，該高分子材料的比重係介於1.1至3之間，且該高分子材料可為下列任一者：(改性)酚醛樹脂、(改性)壓克力樹脂、(改性)環氧樹脂、(改性)環氧壓克力樹脂、矽酮或(改性)矽酮樹酯用醇酸樹酯、(改性)飽和聚酯或不飽和聚酯、(改性)聚氨酯類樹脂、(改性)鉻絡合物甲基丙烯酸型樹酯、(改性)脂肪酸型聚丙烯酸樹脂、(改性)聚甲基戊烯樹脂、(改性)氨基醇酸樹脂以及(改性)丙烯酸樹脂、上述任兩者之複合材料、或上述任兩者以上之複合材料。
- 如申請專利範圍第1項所述之功能性塗料，其中，該離型滑劑可為下列任一者：合成石蠟、微晶石蠟、聚乙烯蠟、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物；並且，該離型滑劑亦可為下列任一者：有機矽氧樹脂、氟素樹脂、矽酮、(改性)矽酮樹酯用醇酸樹酯、(改性)飽和聚酯或不飽和聚酯、(改性)聚氨酯類樹脂、(改性)鉻絡合物甲基丙烯酸型樹酯、(改性)脂肪酸型聚丙烯酸樹脂、(改性)聚甲基戊烯樹脂、(改性)氨基醇酸樹脂、(改性)丙烯酸數脂以及聚氨酯、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之功能性塗料，其中，該硬化劑可為下列任一者：雙聯胺、雙氰胺、三聚氰胺、2-甲基咪唑、4-甲基-2-乙基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、4,4”-二氨基二苯碸、4-甲基六氫苯酐、四氫酞酐、4-甲基六氫苯酐+六氫苯酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二環己基甲烷、混和型聚異氰酸酯、聚醯胺樹脂二苯基甲烷二異氰酸、異佛爾酮二異氰酸酯、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
- 如申請專利範圍第2項所述之功能性塗料，更包括：至少一抗靜電劑，具有0.5-5%的百分比；至少一流平劑，具有0.01-5%的百分比；以及至少一消泡劑，具有0.01-3%的百分比。
- 如申請專利範圍第1項所述之功能性塗料，其中，該絕緣材料粒子的比重係介於2至8之間，且該絕緣材料粒子可為下列任一者：聚四氟乙烯粒子、二氧化矽粒子、二氧化鋯粒子、三氧化二鋁粒子、二氧化鈦粒子、硫酸鋇粒子、三氧化二鎢粒子、上述任兩者之複合材料、或上述任兩者以上之複合材料；並且，該絕緣材料粒子的粒徑係介於1nm至40um之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之功能性塗料，其中，該絕緣材料粒子的比重係介於2至8之間，且該絕緣材料粒子可為下列任一者：氮化鋁粒子、氮化鈦粒子、氮化矽粒子、類鑽碳粒子、人工鑽石粒子、碳化鈦粒子、碳化矽粒子、二矽化鉬粒子、上述任兩者之複合材料、或上述任兩者以上之複合材料；並且，該絕緣材料粒子的粒徑係介於5nm至40um之間。
- 如申請專利範圍第6項所述之功能性塗料，其中，該分散劑可為下列任一者：脂肪酸改性乳化劑(FAME)、表面活性陰離子化合物、含酸性基團的脂肪族聚醚、脂肪醇硫酸鹽的混合物、酸性聚酯聚醯胺、酸性聚醚、不飽和聚醯胺和羧酸酯鹽、(聚)羧酸鹽、脂肪酸醯胺、不飽和羧酸、羥烷基銨羧酸鹽、(改性)聚丙烯酸酯類聚合物、(改性)聚氨酯聚合物、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
- 如申請專利範圍第6項所述之功能性塗料，其中，該抗靜電劑可為下列任一者：硫酸衍生物、磷酸衍生物、胺類衍生物、季銨鹽衍生物、咪唑類衍生物、環氧乙烷衍生物、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物；並且，該消泡劑與該流平劑可為下列任一者：聚丙烯酸酯、聚合物型/礦物油性消泡劑、(改性)丙烯酸共聚物、氟改性丙烯酸共聚物、聚醚改性聚二甲基矽氧烷、丙烯酸酯聚二甲基矽氧烷共聚物、聚二甲基矽氧烷、有機矽聚醚、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
- 一種鏡板，係包括：一基層；以及至少一功能性塗料，係覆於該基層的至少一表面之上，並包括：一高分子材料，具有10-50wt%的重量百分比；至少一分散劑，具有0.05-5%的百分比；至少一絕緣材料粒子，具有50-10wt%的重量百分比；至少一離型滑劑，具有10-30%的百分比；及至少一硬化劑，具有0.5-10%的百分比；其中，該高分子材料與該絕緣材料粒子的比重差係介於0.5至0.25之間。
- 如申請專利範圍第11項所述之鏡板，其中，該高分子材料係溶於一溶劑之中，且該高分子材料係黏結包覆該絕緣材料粒子。
- 如申請專利範圍第11項所述之的鏡板，其中，該基層之材質可為下列任一者：鋼材、鋁材、鈦材、銅材、鐵材、上述任兩者之複合材、或上述任兩者以上之複合材。
- 如申請專利範圍第11項所述之鏡板，其中，該高分子材料的比重係介於1.1至3之間，且該高分子材料可為下列任一者：(改性)酚醛樹脂、(改性)壓克力樹脂、(改性)環氧樹脂、(改性)環氧壓克力樹脂、矽酮或(改性)矽酮樹酯用醇酸樹酯、(改性)飽和聚酯或不飽和聚酯、(改性)聚氨酯類樹脂、(改性)鉻絡合物甲基丙烯酸型樹酯、(改性)脂肪酸型聚丙烯酸樹脂、(改性)聚甲基戊烯樹脂、(改性)氨基醇酸樹脂以及(改性)丙烯酸樹脂、上述任兩者之複合材料、或上述任兩者以上之複合材料。
- 如申請專利範圍第11項所述之鏡板，其中，該離型滑劑可為下列任一者：合成石蠟、微晶石蠟、聚乙烯蠟、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物；並且，該離型滑劑亦可為下列任一者：有機矽氧樹脂、氟素樹脂、矽酮、(改性)矽酮樹酯用醇酸樹酯、(改性)飽和聚酯或不飽和聚酯、(改性)聚氨酯類樹脂、(改性)鉻絡合物甲基丙烯酸型樹酯、(改性)脂肪酸型聚丙烯酸樹脂、(改性)聚甲基戊烯樹脂、(改性)氨基醇酸樹脂、(改性)丙烯酸數脂以及聚氨酯、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
- 如申請專利範圍第11項所述之鏡板，其中，該硬化劑可為下列任一者：雙聯胺、雙氰胺、三聚氰胺、2-甲基咪唑、4-甲基-2-乙基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、4,4”-二氨基二苯碸、4-甲基六氫苯酐、四氫酞酐、4-甲基六氫苯酐+六氫苯酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二環己基甲烷、混和型聚異氰酸酯、聚醯胺樹脂二苯基甲烷二異氰酸、異佛爾酮二異氰酸酯、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
- 如申請專利範圍第12項所述之鏡板，其中，該功能性塗料更包括：至少一抗靜電劑，具有0.5-5%的百分比；至少一流平劑，具有0.01-5%的百分比；以及至少一消泡劑，具有0.01-3%的百分比。
- 如申請專利範圍第11項所述之鏡板，其中，該絕緣材料粒子的比重係介於2至8之間，且該絕緣材料粒子可為下列任一者：聚四氟乙烯粒子、二氧化矽粒子、二氧化鋯粒子、三氧化二鋁粒子、二氧化鈦粒子、硫酸鋇粒子、三氧化二鎢粒子、上述任兩者之複合材料、或上述任兩者以上之複合材料；並且，該絕緣材料粒子的粒徑係介於1nm至40um之間。
- 如申請專利範圍第11項所述之鏡板，其中，該絕緣材料粒子的比重係介於2至8之間，且該絕緣材料粒子可為下列任一者：氮化鋁粒子、氮化鈦粒子、氮化矽粒子、類鑽碳粒子、人工鑽石粒子、碳化鈦粒子、碳化矽粒子、二矽化鉬粒子、上述任兩者之複合材料、或上述任兩者以上之複合材料；並且，該絕緣材料粒子的粒徑係介於5nm至40um之間。
- 如申請專利範圍第15項所述之鏡板，其中，該分散劑可為下列任一者：脂肪酸改性乳化劑(FAME)、表面活性陰離子化合物、含酸性基團的脂肪族聚醚、脂肪醇硫酸鹽的混合物、酸性聚酯聚醯胺、酸性聚醚、不飽和聚醯胺和羧酸酯鹽、(聚)羧酸鹽、脂肪酸醯胺、不飽和羧酸、羥烷基銨羧酸鹽、(改性)聚丙烯酸酯類聚合物、(改性)聚氨酯聚合物、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
- 如申請專利範圍第17項所述之鏡板，其中，該抗靜電劑可為下列任一者：硫酸衍生物、磷酸衍生物、胺類衍生物、季銨鹽衍生物、咪唑類衍生物、環氧乙烷衍生物、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物；並且，該消泡劑與該流平劑可為下列任一者：聚丙烯酸酯、聚合物型/礦物油性消泡劑、(改性)丙烯酸共聚物、氟改性丙烯酸共聚物、聚醚改性聚二甲基矽氧烷、丙烯酸酯聚二甲基矽氧烷共聚物、聚二甲基矽氧烷、有機矽聚醚、上述任兩者之混合物、或上述任兩者以上之混合物。
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