Ламинаты (слоистые материалы), усиленные стекловолокном, монтажные электронные платы и способы сборки изделия

Ламинаты (слоистые материалы), усиленные стекловолокном, монтажные электронные платы и способы сборки изделия

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к усиленным ламинатам для электронных печатных плат, включающим усиленный тканый материал, содержащий нити, включающие Е-стекловолокна, с нанесенным совместимым с полимерным матричным материалом покрытием. Потери при прокаливании для нитей составляют 0,01-0,6 вес.% и транспортная тяговая сила под воздействием воздушной струи составляет порядка 100000 действующей силы на 1 г массы пряжи, значение которых оценивают с использованием игольчатого воздухоструйного насадочного узла с внутренней воздухоструйной камерой диаметром 2 мм и выходной трубкой насадки длиной 20 см, при скорости подачи пряжи 274 м/мин и давлении воздуха 310 кПа. Такой ламинат имеет прочность на изгиб в направлении заполнения более 310⁷ кг/м². Покрытие нитей может включить полиэфир и полимер, выбираемый из полимеров винилпирролидона, полимеров винилового спирта, крахмалов и их смесей. Ламинат имеет коэффициент теплового расширения в направлении оси z менее 4,5% при температуре 288^oС. Техническим результатом является усиление прочностных характеристик ламинатов. 11 с. и 47 з.п. ф-лы, 14 табл., 6 ил.

Область техники Изобретение относится главным образом к усиленным ламинатам для монтажных электронных плат и, более конкретно, к ламинатам, содержащим тканые изделия из стекловолокна, имеющим покрытие, которое совместимо с ламинатными смолами матрицы и облегчает ткачество с использованием современных пневматических бесчелночных ткацких станков.

Уровень техники Монтажные электронные платы обычно формуют из ламинированных слоев материала, состоящего из усиленных волокон, таких как стекловолокно, которое обеспечивает стабильность размеров платы, для сохранения работоспособности смонтированных на ней электронных схем. Искривление или перекос платы из-за различия скоростей термического расширения компонентов платы, вызванного градиентами температуры в процессе изготовления и применения, может отрицательно повлиять на адгезию схем на плате, а следовательно, на их надежность и характеристики.

Степень шероховатости поверхности ламината также может влиять на адгезию электронных схем на плате. Дефекты в армировке из переплетенной ткани, такие как сломанные волокна или пыль, могут отрицательно повлиять на степень шероховатости и воспрепятствовать адгезии между электронной схемой и ламинатом. В пневматических бесчелночных ткацких станках образуется пыль, когда разделяются нити стекловолокна в связках, когда на основу воздействует бердо или когда уток продувается струей воздуха с большой скоростью. С увеличением скорости в современных пневматических бесчелночных ткацких станках все большее значение приобретает целостность прядей и стойкость волокна к разрыву, обеспечиваемая покрытием пряди.

Покрытие на стекловолокне также влияет на качество платы. Крахмал, который является компонентом многих проклеивающих композиций для стекловолокна, используемого в операциях ткачества, может отрицательно влиять на адгезию между стекловолокном и материалом матрицы ламината, т.е. крахмал обычно не совместим с материалом смолы матрицы ламината. Для того чтобы устранить несовместимость между стекловолокном и материалами матрицы, обычно до ламинирования, из тканого полотна удаляют покрывающую или проклеивающую композицию путем термического разложения компонентов проклейки (термическая обработка или обезмасливание) или путем промывки водой. Традиционный способ термической очистки включает прогрев ткани при 380^oС в течение 60-80 ч. Затем очищенную ткань вновь покрывают силановым сочетающим (связующим) агентом для улучшения адгезии между стекловолокном и смолой матрицы.

Прочность стекловолокна, и более конкретно прочность ламината на изгиб, может сильно снизиться в результате этих термических процессов удаления покрытия с волокон. Термическая обработка стекловолокна с высоким содержанием диоксида кремния, такого как D-стекло, S-стекло и Q-стекло, является особенно нежелательной из-за потери прочности и обесцвечивания.

Из уровня техники известны многие покрывающие композиции для стекловолокна, для которого требуется термическая или водная очистка до использования в качестве армировки в композите или ламинате. В заявке на патент Японии 9-208268 описана ткань, пряжа для которой получена из стекловолокна, покрытого сразу же после намотки с крахмалом или синтетической смолой и 0,001-20,0 вес.% неорганических твердых частиц, таких как коллоидный диоксид кремния, карбонат кальция, каолин и тальк. До образования ламината требуется провести обезжиривание под действием тепла или воды.

В патенте США 5286562 раскрыта текстильная пряжа для получения экранов, которая произведена на пневматических бесчелночных ткацких станках, имеет по меньшей мере 45 вес.% покрытия из парафина, смазок, поливинилпирролидона и кремнийорганических сочетающих агентов. В патенте США 5038555 описаны свитые пучки стекловолокна для получения экранов, которые покрыты водной композицией для химической обработки, которая содержит формирователь эпоксидной пленки, эмульгатор, смазку, металлоорганический сочетающий агент, поливинилпирролидон, полиэтилен и воду.

Для устранения операций термической очистки стеклоткани в заявке на патент Японии 9-208268 описан первичный проклеивающий агент для стекловолокна, содержащий водорастворимую эпоксидную смолу и имеющий рН от 5,5 до 7,5, который облегчает удаление проклейки водой. Аналогично, в патенте США 5236777 раскрыты способы получения стеклоткани для усиления смолы путем покрытия стеклянной пряжи первичной проклейкой, содержащей по меньшей мере один водорастворимый пленкообразующий агент, выбранный из группы, состоящей из эпоксидной смолы, модифицированной амином, эпоксидной смолы с добавкой окиси этилена и бисфенола А с добавкой окиси этилена, силановый сочетающий агент и смазку; промывки пряжи водой для уменьшения количества первичной проклейки до менее чем 0,25 вес.% потерь при прокаливании (LOI) и обработки вторичным проклеивающим агентом. В заявке на патент Японии 9-268034 описаны связующие для пряжи стекловолокна без скручивания, которые включают водорастворимое уретановое соединение и/или водорастворимый эпоксидный продукт, модифицированный по реакции присоединения с многоатомным спиртом.

В патенте США 4933381 раскрыта совместимая со смолой проклеивающая композиция для стекловолокна, содержащая формирователь эпоксидной пленки, неионную смазку, катионную смазку, силановый сочетающий агент и кислоту, такую как уксусную или лимонную.

В заявке на патент Японии 8-325950 описан проклеивающий агент для стекловолокна, содержащий в качестве существенных компонентов поливинилпирролидон, водорастворимый продукт присоединения амина к эпоксидной смоле и силановый сочетающий агент, который не требуется удалять термической обработкой из полученной стеклоткани.

В заявке на патент Японии 7-102483 описан вторичный проклеивающий агент основы для стекловолокна, из которого ткут стеклоткань, для которой не требуется термическое удаление масла. Этот проклеивающий агент основы главным образом состоит из поливинилпирролидона и содержит добавку, такую как полиэтиленоксид с высокой молекулярной массой. В качестве связующего компонента может быть введена водорастворимая эпоксидная смола.

Существует потребность в стекловолокне, которое совместимо со множеством полимерных матричных материалов, которые предотвращают образование пыли и разрушение волокон в процессе ткачества, которые могут улучшать адгезию между ламинатом и электронной схемой, и которое совместимо с современным пневматическим бесчелночным ткацким оборудованием, для того чтобы повысить производительность.

Сущность изобретения Один из аспектов настоящего изобретения представляет собой усиленный ламинат для электроосновы печатной платы, причем такой ламинат включает: (а) полимерный матричный материал и (b) армированное тканевое изделие, содержащее пряжу из стекловолокна, на которое, по крайней мере, частично нанесено покрытие, совместимое с полимерным матричным материалом, такая пряжа имеет значение потерь при прокаливании в интервале 0,01-0,6 вес.% и значение силы транспортной тяги под воздействием воздушной струи порядка 100000 г действующей силы на грамм массы пряжи при использовании игольчатого воздухоструйного насадочного устройства с внутренней воздушно-струевой камерой диаметром 2 мм и выходной трубкой насадки длиной 20 см при скорости подачи пряжи 274 м/мин и давлении воздуха около 310 килопаскалей, причем ламинат имеет прочность на изгиб в направлении заполнения ткани более 310⁷ кг/м² (около 42,7 кПа).

Другой аспект настоящего изобретения относится к усиленному ламинату для электроосновы печатной платы, причем такой ламинат включает: (а) полимерный матричный материал и (b) армированное тканевое изделие, содержащее пряжу из стекловолокна, на которое, по крайней мере, частично нанесено покрытие, совместимое с полимерным матричным материалом, причем такое покрытие включает (1) полиэфир и (2) по крайней мере один полимер, выбранный из группы, состоящей из винилпирролидоновых полимеров, полимеров винилового спирта и крахмалов.

Еще один аспект настоящего изобретения относится к усиленному ламинату для электронной основы, включающему: (а) полимерный матричный материал и (b) армированное тканевое изделие, содержащее пряжу из стекловолокна, на которое, по крайней мере, частично нанесено покрытие, совместимое с полимерным матричным материалом, причем такое покрытие содержит (1) полиэфир и (2) полимер винилпирролидона.

Другой аспект настоящего изобретения относится к монтажным электронным платам, включающим: (а) ламинат для электронной основы, содержащий: (i) тканевое изделие, включающее пряжу, содержащую стекловолокно, такая пряжа имеет значение потерь при прокаливании в интервале 0,01-0,6 вес.% и значение силы транспортной тяги под воздействием воздушной струи порядка 100000 г действующей силы на грамм массы пряжи при использовании игольчатого воздухоструйного начадочного устройства с внутренней воздухоструйной камерой диаметром 2 мм и выходной трубкой насадки длиной 20 см при скорости подачи пряжи 274 м/мин и давлении воздуха около 310 килопаскалей, причем ламинат имеет прочность на изгиб в направлении заполнения ткани более 310⁷ кг/м² (около 42,7 кПа), и (ii) слой полимерного матричного материала, нанесенный, по крайней мере, на часть ткани, и (b) электропроводящий слой, расположенный вблизи выбранных участков выбранных сторон ламината.

Еще один аспект настоящего изобретения относится к монтажным электронным платам, содержащим: (а) ламинат для электронной основы, включающий: (i) плетеное тканевое изделие из пряжи, содержащей стекловолокно, на которое, по крайней мере, частично нанесено покрытие, содержащее (1) полиэфир и (2) по крайней мере, один полимер, выбранный из группы, состоящей из полимеров вилинилпирролидона, полимеров винилового спирта и крахмалов, и (ii) слой полимерного матричного материала, нанесенный, по крайней мере, на часть ткани, и (b) электропроводящий слой, расположенный вблизи выбранных сторон ламината.

Другой аспект настоящего изобретения представляет собой электронную плату, содержащую: (а) ламинат для электроосновы, включающий (i) первый композитный слой, включающий (1) тканевое изделие из пряжи, содержащей стекловолокна, причем такая пряжа имеет значение потерь при прокаливании в интервале 0,01-0,6 вес.% и значение силы транспортной тяги под воздействием воздушной струи порядка 100000 г действующей силы на грамм массы пряжи при использовании игольчатого воздухоструйного насадочного устройства с внутренней воздухоструйной камерой диаметром 2 мм и выходной трубкой насадки длиной 20 см при скорости подачи пряжи 274 м/мин и давлении воздуха около 310 килопаскалей, причем ламинат имеет прочность на изгиб в направлении заполнения ткани более 310⁷ кг/м² (около 42,7 кПа), и (2) слой полимерного матричного материала, нанесенный, по крайней мере, на часть ткани; а также (ii) второй композитный слой, отличный от первого композитного слоя; и (b) электропроводящий слой, расположенный вблизи выбранных участков выбранных сторон ламината.

Еще один аспект настоящего изобретения относится к монтажным электронным платам, включающим: (а) ламинат для элетроосновы, содержащий (i) первый композитный слой, включающий: (1) плетеную ткань из пряжи, содержащей стекловолокно, на которое, по крайней мере, частично нанесено покрытие, содержащее (А) полиэфир и (В) по крайней мере один полимер, выбранный из группы, состоящей из полимеров поливинилпирролидона, полимеров винилового спирта и крахмалов, и (2) слой полимерного матричного материала, нанесенный, по крайней мере, на часть ткани, и (ii) второй композитный слой, отличный от первого композитного слоя, а также (b) электропроводящий слой, расположенный вблизи выбранных участков выбранных сторон ламината.

Другой аспект настоящего изобретения относится к усиленному ламинату, плакированному медью, предназначенному для электроосновы, включающему: (а) полимерный матричный материал и (b) одну или более прядей армированного тканевого изделия, причем каждая прядь содержит 30-75 вес.% пряжи, содержащей стекловолокно, по крайней мере, часть которого имеет покрытие, совместимое с полимерным матричным материалом, причем ламинат имеет коэффициент теплового расширения в направлении оси z менее 4,5% при температуре 288^oС.

Следующий аспект настоящего изобретения относится к способу сборки изделия путем сплетения первой пряжи со второй пряжей с образованием ткани, причем усовершенствование такого прием заключается в том, что: первая пряжа содержит стекловолокно с, по крайней мере, частично нанесенным покрытием, которое совместимо с полимерным матричным материалом, причем такое покрытие включает: (1) полиэфир и (2) по крайней мере один полимер, выбранный из группы, состоящей из полимеров винилпирролидона, полимеров винилового спирта, крахмалов и их смесей.

Еще один аспект настоящего изобретения относится к способу формирования ламината из плетеной ткани и полимерного матричного материала в результате, по крайней мере, частичного покрытия тканевого изделия полимерным матричным материалом с образованием покрытой ткани и воздействия на нее тепла, причем тканевое изделие содержит пряжу из стекловолокна, а усовершенствование такого способа состоит в следующем: на стекловолокно, по крайней мере, частично наносят покрытие, совместимое с полимерным матричным материалом, пряжа имеет значение потерь при прокаливании в интервале 0,01-0,6 вес.% и значение транспортной силы тяги под действием воздушной струи более 100000 г на грамм массы пряжи, при использовании игольчатого воздухоструйного насадочного устройства с внутренней воздушно-струевой камерой, имеющей диаметр 2 мм, и выходной трубкой насадки длиной 20 см при скорости подачи пряжи 274 м/мин и давлении воздуха около 310 килопаскалей, причем такой ламинат имеет прочность на изгиб в направлении заполнения ткани более 310⁷ кг/м² (около 42,7 килофунт/дюйм²).

Очередной аспект настоящего изобретения представляет собой способ формирования ламината из тканевого изделия и полимерного матричного материала в результате, по крайней мере, частичного нанесения на тканевое изделие покрытия из полимерного матричного материала с образованием покрытой ткани и воздействия на нее тепла, причем тканевое изделие содержит пряжу из стекловолокна, а усовершенствование такого способа состоит в том, что: на стекловолокно, по крайней мере, частично наносят покрытие, совместимое с полимерным матричным материалом, и такое покрытие включает: (1) полиэфир и (2) по крайней мере один полимер, выбранный из группы, состоящей из полимеров винилпирролидона, полимеров винилового спирта и крахмалов.

Перечень фигур Предыдущее краткое описание сущности изобретения, как и последующее подробное описание предпочтительной реализации, станет более понятным при их прочтении совместно с изучением прилагаемых рисунков.

Фиг.1 - показано сечение усиленного ламината согласно настоящему изобретению; Фиг.2 - показан вид сверху ткани согласно настоящему изобретению; Фиг.3 - показан перспективный вид покрытого пучка волокон согласно настоящему изобретению; Фиг. 4 - показано поперечное сечение электроосновы согласно настоящему изобретению; Фиг.5 - показано поперечное сечение альтернативного технического решения электроосновы согласно настоящему изобретению; Фиг.6 - приведена схематическая диаграмма способа сборки изделия и формирования ламината согласно настоящему изобретению и Фиг.6а - показана увеличенная часть Фиг.6.

Подробное описание изобретения Ламинаты настоящего изобретения усилены тканевым изделием, включающим пучки стекловолокна с покрытием, которые могут образовывать ламинат с низким коэффициентом теплового расширения, хорошей прочностью на изгиб, термостабильностью, гидролитической стабильностью, низкой коррозионностью и реакционоспособностью в условиях высокой влажности, в присутствии реакционоспособных кислот и щелочей. Пучки стекловолокна с покрытием совместимы со множеством полимерных матричных материалов, что устраняет необходимость в термообработке и очистке водой стекловолокнистой ткани перед ламинацией (расслаиванием).

Другое существенное преимущество пучков стекловолокна с покрытием согласно настоящему изобретению состоит в хорошей способности к переработке при ткачестве и вязании, особенно при пневматическом бесчелночном ткачестве. Используемый в тексте термин "пневматическое бесчелночное ткачество" обозначает один из видов ткацкой обработки (показанной на фиг. 5), в которой заполненная пряжа (уток) вставляется в основу ткани путем дутья сжатого воздуха из одной или более воздухоструйных насадок. Транспортная сила тяги под действием воздушной струи (обсуждаемая ниже) представляет собой меру совместимости пучка с процессом продвижения воздушной струи. Повышенные значения транспортной силы тяги воздушной струи указывают на то, что пряжа надлежащим образом подвергается филаменизации без разрыва и поэтому в большей мере аэродинамически способствует продвижению воздушной струи.

Другими желательными характеристиками могут служить низкое количество пыли и венчиков, низкое количество разорванных нитей, малое число хомутов для формирования паковки, малое количество хомутов для шпулек, низкое натяжение пучка, высокая степень гибкости и малое время вставки, причем эти свойства могут обеспечиваться с помощью пучков стекловолокна с покрытием настоящего изобретения, вследствие чего облегчается процесс ткачества и вязания и соответственно получается ткань с хорошей степенью шероховатости и малым числом поверхностных дефектов, что благоприятно для применения печатных электронных плат.

На приведенных ниже фигурах одинаковые цифры обозначают одинаковые элементы. На фиг. 1 изображен ламинат 10 настоящего изобретения. Ламинат 10 включает полимерный матричный материал 12 (детально обсуждаемый ниже), который усилен армированной плетеной тканью 14. Ткань 14 может быть изготовлена любым известным процессом плетения или вязания, но предпочтительно ее получают способом пневматического бесчелночного ткачества, который подробно обсуждается ниже.

На фиг. 2 и 3 ткань 14 включает одну или более волокнистых прядей с покрытием 16, содержащих по крайней мере одно стекловолокно 18. Предпочтительно прядь 16 содержит множество стекловолокон 18. Используемый в тексте термин "прядь" обозначает одно или более индивидуальных волокон. Термин "волокно" обозначает индивидуальную нить.

Стекловолокна 18 могут формироваться из любой композиции волокнообразующего стекла, известной специалисту в данной области, включая такие волокнообразующие стеклянные композиции, как Е-стекло, А-стекло, С-стекло, D-стекло, Q-стекло, R-стекло, S-стекло и производные Е-стекла. Термин "производные Е-стекла" относится к стеклокомпозициям, включающим небольшие количества фтора и/или бора и предпочтительно не содержащим фтора и/или бора. Кроме этого, используемый термин "небольшие количества" относится к количествам фтора порядка 1 вес.% и количествам бора менее 5 вес.% Примерами других стекловолокон, используемых в настоящем изобретении, могут служить волокна из базальта и шлаковаты. Предпочтительные стекловолокна получают из Е-стекла или производных Е-стекла. Такие композиции и способы получения из них стеклонитей хорошо известны специалистам и в свете настоящего описания, по-видимому, нет необходимости в их дальнейшем обсуждении. Если необходима дополнительная информация по этому вопросу, то такие стеклосоставы и способы волокнообразования описаны в книге К. Loevenstein, The manufacturing technology of glass fibres (3-е изд. 1993), стр. 30-44, 47-60, 115-122 и 126-135, патентах США 4542106 и 5789329, а также в IPC-EG-140 "Specification for finished fabric woven from "E" glass for printed boards", стр. 1, публикация The Institute for interconnecting and packaging electronic circuits (июнь 1997).

Стекловолокна могут иметь номинальный диаметр нити в интервале 5,0-35,0 микрометров (что соответствует обозначению нитей индексами от D до U и выше), и предпочтительный номинальный диаметр нити имеет величину в интервале 9,0-30,0 микрометров. Число волокон в пучке может составлять величину в интервале 100-15000, предпочтительно 200-7000. Для дополнительной информации, касающейся номинальных диаметров нитей и обозначений стекловолокон, см. Loewenstein, стр. 25 и 27.

Кроме стекловолокон пучок волокна с покрытием 16 может дополнительно содержать волокна 20, полученные из таких других волокнообразующих природных или синтетических материалов, как неорганические материалы не стеклянного происхождения, природные материалы, органические полимерные материалы и их смеси. Используемый в тексте термин "волокнообразующий" относится к материалу, который способен образовывать сплошную нить, волокно, пучок или пряжу.

Подходящие не стеклянные неорганические волокна включают керамические волокна, полученные из карбида кремния, углерода, графита, муллита, оксида алюминия и пьезоэлектрических керамических материалов. Примерами подходящих природных волокон животного и растительного происхождения, не ограничивающими сферу изобретения, могут служить хлопок, целлюлоза, природный каучук, лен, волокно из китайской крапивы, конопля, сизаль и шерсть. Подходящие синтетические волокна включают материалы, полученные из полиамидов (например, найлон и арамиды), термопластических полиэфиров (например, полиэтилентерефталат и полибутилентерефталат), акриловых производных (например, полиакрилонитрилы), полиолефинов, полиуретанов и виниловых полимеров (например, поливниловый спирт). Примеры не стеклянных волокон, которые, как предполагают, могут использоваться в настоящем изобретении, а также способы получения и обработки таких волокон детально обсуждаются в Encyclopedia of polymer Science and technology, т. 6 (1967), стр. 505-712. Следует иметь в виду, что если это желательно, то в настоящем изобретении могут использоваться смеси сополимеров любых из приведенных выше материалов, а также комбинации волокон, полученных из любых, отмеченных выше материалов.

Далее, настоящее изобретение обсуждается в контексте пучков стекловолокна, хотя специалисту должно быть понятно, что пучок 16 может дополнительно включать одно или более волокон не стеклянного происхождения из числа обсужденных выше.

Как показано на фиг. 2 и 3, в соответствии с предпочтительным техническим решением волокна 18 пучка 16 покрыты слоем 22 покрывающей композиции, которую применяют, по крайней мере, на части поверхности волокон 18 с целью защиты поверхности волокна от истирания в ходе эксплуатации и ингибирования разрушения волокон 18. Предпочтительно покрывающую композицию применяют на всей внешней поверхности или периферии каждого из волокон 18 пучка 16.

Покрывающая композиция может присутствовать на волокнах в виде проклейки (предпочтительно), причем если желательно, то на проклейке может применяться вторичное покрытие и/или третичное покрытие, либо внешнее покрытие. Используемые в тексте термины "клеящее вещество", "проклеенный" или "проклейка" относятся к покрывающей композиции, применяемой на волокнах сразу после их формирования. В соответствии с альтернативным техническим решением термины "клеящее вещество", "проклеенный" или "проклейка" дополнительно относятся к покрывающей композиции (известной также под названием "отделочная проклейка"), которую применяют на волокнах после того, как традиционную первичную кроющую композицию удаляют под воздействием тепла, воды или в результате химической обработки, т.е. к отделочной проклейке, которую применяют на обнаженных стекловолокнах, инкорпорированных в тканевую форму. Термин "вторичное покрытие" относится к кроющей композиции, применяемой вторично на одном или множестве пучков после применения клеящей композиции на предпочтительно, по крайней мере, частично высушенном материале.

Кроющая композиция включает один или более полимерных материалов, например, термореактивных материалов или термопластичных материалов, которые совместимы с полимерным матричным материалом 12 ламината 10, т.е. компоненты кроющей композиции облегчают промачивание и смачивание матричного материала на пучках волокон и обеспечивают адекватные физические свойства композита. Предпочтительно полимерные материалы образуют в основном сплошную пленку при применении на поверхности волокон 18. Используемые полимерные материалы могут быть водорастворимыми, эмульгируемыми, диспергируемыми и/или вулканизуемыми.

В соответствии с предпочтительным техническим решением кроющая композиция содержит один или более полимерных пленкообразующих материалов, которые совместимы с термореактивным матричным материалом, который применяется для формирования ламинатов, предназначенных для печатных электрических схем, например, FR-эпоксисмолами, которые представляют собой полифункциональные эпоксисмолы, и согласно одному из конкретных воплощений изобретения в этом качестве используют бифункциональные бромированные эпоксисмолы и полиимиды. См. Electronic Materials Handbook, ASM International (1989), стр. 534-537. Используемая в тексте фраза "совместимый с термореактивным матричным материалом" означает, что компоненты кроющей композиции облегчают вымачивание и промачивание матричного материала на пучках волокон, обеспечивают адекватные физические свойства композита, химически совместимы с термореактивным матричным материалом и устойчивы к гидролизу. Меру проникновения полимерного матричного материала через мат обозначают как "смачивание". Мера текучести полимерного матричного материала через массу стекловолокна, в результате чего обеспечивается полная инкапсуляция всей поверхности каждого стекловолокна полимерным матричным материалом, обозначается как "промачивание".

Подходящие для применения пленкообразующие материалы включают такие термопластичные полимерные материалы, как термопластичные полиэфиры, виниловые полимеры, полиолефины, полиамиды (например, алифатические полиамиды или ароматические полиамиды, такие как арамид), термопластичные полиуретаны, акриловые полимеры и их смеси, которые совместимы с термореактивным матричным материалом. Предпочтительные термопластичные полиэфиры включают DECMOPHEN 2000 и DECMOPHEN 2001KS, причем оба вещества выпускаются коммерчески фирмой Bayer of Pittsburgh, Pennsylvania, и полиэфирную смолу RD-847A, которая коммерчески доступна от Borden Chemicals of Columbus, Ohio. Подходящие полиамиды включают продукты VERSAMID, выпускаемые коммерчески фирмой General Mills Chemicals, Ink. Подходящие термопластичные полиуретаны включают WITCOBOND W-290Н, выпускаемые фирмой Witco Chemical Corp. Of Chicago, Illinois, и полиуретановый латекс RUCOTHANE 2011L, который выпускается фирмой Ruco Polymer Corp. Of Hicksville, New York.

Подходящие термореактивные материалы включают термореактивные полиэфиры, эпоксиматериалы, виниловые сложные эфиры, фенолы, аминопласты, термореактивные полиуретаны и их смеси, которые совместимы с термореактивным матричным материалом. Подходящие термореактивные полиэфиры могут включать полиэфиры STYPOL, выпускаемые фирмой Cook Composites и Polymers of Port Washington, Wisconsin, а также полиэфиры NEOXIL, выпускаемые коммерчески фирмой DSM B.V. of Como, Italy.

Подходящие эпоксиматериалы содержат в молекуле по крайней мере одну эпокси- или оксирановую группу, и в качестве примеров таких материалов можно привести полиглицидиловые эфиры многоатомных спиртов или тиолов. Примеры подходящих эпоксиполимеров включают эпоксисмолы EPON826 и EPON880, представляющие собой эпоксифункциональные полиглицидиловые эфиры бисфенола А, выпускаемые Shell Chemical Company of Houston, Texas. Однако предпочтительно, чтобы кроющая композиция практически не содержала эпоксиматериалов, т.е. включала менее 5 вес.% эпоксиматериалов и более предпочтительно менее 2 вес.% Предпочтительно кроющая композиция содержит один или более полиэфиров (предпочтительно DESMOPHEN 2000 и RD-874A) и один или более дополнительных пленкообразующих полимеров, выбранных из группы, состоящей из полимеров винилпирролидона (предпочтительно), полимеров винилового спирта и/или крахмалов. Предпочтительные винилпирролидоновые полимеры, используемые в настоящем изобретении, включают такие поливинилпирролидоны, как PVP К-15, PVP К-30, PVP К-60 и PVP К-90, каждый из которых может быть приобретен в фирме ISP Chemicals of Wayne, New Jersey. Подходящие крахмалы включают материалы, полученные из картофеля, пшеницы, кукурузы, воскового маиса, саго, риса, мило и их смесей, например Kollotex 1250 (низковязкостный, низкоамилозный крахмал на основе картофеля, этерифицированный этиленоксидом), выпускаемый фирмой AVEBE, Netherlands. Количество дополнительного полимера предпочтительно составляет менее 10 вес.% и более предпочтительно 0,1-5 вес.%. Предпочтительно кроющая композиция практически не содержит крахмала, т.е. содержит менее 5 вес.% крахмала и более предпочтительно совсем не содержит крахмала, который часто несовместим с матричным материалом.

В соответствии с альтернативным предпочтительным техническим решением, касающимся ламинатов для печатных электронных плат, полимерные материалы кроющей композиции содержат смесь из полиэфирной смолы RD-847A, поливинилпирролидона PVP К-30, полиэфира DESMOPHEN 2000 и полиамида VERSAMID. Покрывающая композиция может содержать смесь из одного или более термореактивных полимерных материалов с одним или более термопластичным полимерным материалом.

Обычно количество полимерного материала может составлять 1-99 вес.% от веса кроющей композиции в расчете на сухое вещество, предпочтительно 1-50 вес.% и более предпочтительно 1-25 вес.% В дополнение или вместо описанных выше полимерных материалов кроющая композиция предпочтительно содержит один или более таких сшивающих агентов, как кремнийорганические агенты сочетания, связующие агенты на основе переходных металлов, фосфонатные сшивающие агенты, связующие агенты на основе алюминия, аминосодержащие сшивающие агенты Werner и их смеси. Такие сшивающие агенты обычно обладают двойной функциональностью. Каждый атом металла или кремния соединен с одной или более группами, которые могут реагировать или облегчать совмещение с поверхностью волокна и/или компонентами кроющей композиции. Используемый в тексте термин "совмещаемость" обозначает тот факт, что имеющиеся группы химически притягиваются, но не связываются с поверхностью волокна и/или компонентами кроющей композиции, например, под воздействием полярных, смачивающих или сольватационных сил. Примеры гидролизуемых групп включают -O-N=C-R⁵ и моногидрокси и/или циклический C₂-С₃ остаток 1,2- или 1,3-гликоля, где R¹ представляет собой C₁-С₃ алкил; R² представляет собой Н или C₁-C₄ алкил; R³ и R⁴, независимо друг от друга, выбирают из Н, C₁-C₄ алкила или С₆-C₈ арила; а R⁵ представляет собой С₄-С₇ алкилен. Примерами способствующих совмещению или функциональных групп могут служить эпокси, глицидокси, меркапто, циано, аллильные, алкильные, уретано, гало, изоцианато, уреидо, имидазолинильные, винильные, акрилато, метакрилато, амино или полиамино группы.

В настоящем изобретении предпочтительно использовать функциональные органосилановые сшивающие агенты. Примерами подходящих органосилановых сшивающих агентов могут служить гамма-аминопропилтриалкоксисиланы, гамма-изоцианатопропилтриэтоксисилан, винилтриалкоксисиланы, глицидоксипропилтриалкоксисиланы и уреидопропилтриалкоксисиланы. Предпочтительные функциональные органосилановые сшивающие агенты включают А-187 гамма-глицидоксипропилтриметоксисилан, А-174 гамма-метакрилоксипропилтриметоксисилан, А-1100 гамма-аминопропилтриэтоксисилановые сшивающие агенты, А-1108 аминосилановый сшивающий агент и А-1160 гамма-уреидопропилтриэтоксисилан (причем каждое из перечисленных веществ выпускается фирмой Osi Specialties, Ink. Of Tarrytown, New York). Перед применением на волокнах органосилановый сшивающий агент может быть, по крайней мере, частично гидролизован водой предпочтительно в стехиометрическом соотношении 1:1 или, если желательно, применяться в негидролизованной форме.

Подходящие сшивающие агенты на основе переходных металлов включают связывающие агенты на основе титана, циркония, иттрия и хрома. Подходящие для целей изобретения титанатные сшивающие агенты и цирконатные сшивающие агенты выпускаются фирмой Kenrich Petrochemical Company. Подходящие хромовые комплексы выпускаются фирмой E.I. du Font de Nemours of Wilmington, Delaware. Аминосодержащие сшивающие агенты Werner-типа представляют собой комплексные соединения, в которых трехвалентный атом ядра, например атом хрома, координирован с органической кислотой, имеющей аминную функциональность. Для этой цели могут использоваться другие сшивающие агенты металхелатного и координирующего типа, известные специалистам в данной области.

Количество сшивающего агента может составлять 1-99 вес.% от веса кроющей композиции в расчете на сухое вещество, предпочтительно 1-10 вес.%.

На фиг. 3, касающейся предпочтительного технического решения настоящего изобретения, показано, что кроющая композиция содержит одну или более твердых частиц 24, находящихся между или приклеенных к внешним поверхностям волокон 18. При размещении между соседними стекловолокнами 26, 28 пучка 16 такие твердые частицы 24 могут обеспечивать промежуточные пространства 30, которые в общем соответствуют среднему размеру частиц 32 твердых частиц 24. Используемый в тексте термин "твердый" относится к веществу, не способному к ощутимому истечению при умеренной нагрузке, обладающему определенным запасом сил сопротивления, препятствующих деформации, и сохраняющему в обычных условиях конкретный размер и форму. См. Webster's Third New International Dictionary of the English Language - Unabridged (1971), стр 2169. Кроме этого, используемый в тексте термин "твердый" относится как к кристаллическим, так и к некристаллическим материалам.

Твердые частицы 24 могут иметь средний размер зерна 32 (эквивалентный сферический диаметр) в интервале от 0,01 до более 5 микрометров, предпочтительно 1-1000 микрометров и более предпочтительно 1-25 микрометров. Предпочтительно минимальный средний размер частиц 32 твердых частиц 24 соответствует среднему номинальному диаметру стекловолокна.

Конфигурация или форма твердых частиц 24, в общем случае, может быть сферической (например, как у гранул, микрогранул или твердых полых сфер), кубической, плоской или ацикулярной (удлиненной или волокнистой). Для более полной информации о характеристиках подходящих частиц см. книгу H. Katz с сотр. (ред. ) Handbook of Fillers and Plastics, стр. 9-10. Такие твердые частицы предпочтительно не должны крошиться, деформироваться или растворяться в кроющей композиции до размера зерна менее 5 микрометров и предпочтительно не менее 3 микрометров в таких типичных условиях обработки стекловолокна, как воздей