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覆銅板需要哪些材料

2016-12-09
關鍵詞: 覆銅板 PCB

環氧樹脂覆銅板是由環氧樹脂主要組成的,但具體有哪些?以占主導地位的FR-4為例,其組成材料除環氧樹脂,還有固化劑、促進劑、溶劑等。

在環氧樹脂覆銅板行業中,大量采用溴化環氧樹脂。因為溴化環氧樹脂保持了環氧樹脂的各種優點,而且克服了一般環氧樹脂易燃的缺點,所以得到廣泛的應用。國內隨著覆銅板工業的發展,對溴化環氧樹脂的需求量逐年在增加。溴化環氧樹脂的合成一般采用二步法,第一步以雙酚A和環氧氯丙烷作原材,在催化劑作用下合成低分子量環氧樹脂;第二步以一定比例的低分子量環氧樹脂和四溴雙酚A作原材,加入催化劑經加熱反應、擴鏈制成溴化環氧樹脂。這種傳統的“單峰”型環氧樹脂相對分子質量較單一,使用上有一定困難。目前趨向于使用“雙峰”型的環氧樹脂,即將相對分子質量高的和低的兩種環氧樹脂進行混合,其做法是在制成的高相對分子質量樹脂中,趁熱加入溶劑(丙酮或丁酮),溶解均勻后添加一定比例的低相對分子質量環氧樹脂,配成所謂“雙峰”型的環氧樹脂。

“雙峰”型的環氧樹脂含有相對分子質量低的和高的兩部分,相對分子質量低的環氧樹脂有利于改善對玻纖布的浸透性,而相對分子質量高的環氧樹脂則有利于在熱壓過程中樹脂流動性的控制,在使用時可以取得較好的效果。在環氧樹脂中不可避免地存在水解氯,由于水解氯的存在使環氧樹脂的環氧基開環并與之結合。這種情況的發生導致環氧基減少,固化速度緩慢,在環氧樹脂中水解氯含量越大、交聯密度越小,固化后環氧樹脂的特性越差。水解氯能與咪唑促進劑起反應。這種閉環反應阻礙了環氧樹脂的開環聚合,導致樹脂的固化速度減慢。另一方面游離的Cl-消耗了部分固化促進劑,也導致了固化促進作用的減小。總之為了確保必要的固化速度和產品質量,水解氯含量必須限制在最小程度,尤其是采用連續法生產覆銅板時,要求環氧樹脂在短時間內快速固化,水解氯含量更要嚴格控制。

固化劑是環氧樹脂親密伙伴。在FR-4的樹脂配方中多數采用雙氰胺作固化劑,雙氰胺是一種應用較早、具有代表性的潛伏性固化劑,以雙氰胺作固化劑的環氧樹脂覆銅板,具有良好的綜合性能且樹脂溶液和粘結片的貯存期長,便于生產管理。但雙氰胺具有吸濕性又難溶于一船溶劑,只溶于像二甲基甲酰胺這類強極性溶劑。以雙氰胺作固化劑的環氧樹脂體系,在浸膠和熱壓過程中需要較高的溫度。由于雙氰胺和環氧樹脂的相容性較差,容易出現雙氰胺結晶析出導致固化反應不均勻,對產品質量造成不良影響。檢查樹脂溶液和粘結片中雙氰胺結晶的方法是通過偏光鏡觀察,有人提出采用苯酚諾伏拉克樹脂(Novolac)作固化劑取代雙氰胺,這種做法使板材的耐熱性有所改善,但存在樹脂顏色較深、板材加熱變色等問題。實踐證明采用雙酚A型諾伏拉克樹脂作固化劑,可以很好地解決雙氰胺和苯酚諾伏拉克樹脂存在的不足。

在FR-4樹脂體系中無論是采用雙氰胺或采用諾伏拉克樹脂作固化劑,其固化速度都比較慢,為加快其固化速度在樹脂體系中需要加人適量的咪唑類固化促進劑。在選用固化促進劑時應從固化速度、樹脂體系穩定性,以及對覆銅板性能的影響等方面綜合考慮選優錄用。還有溶劑,傳統的FR-4樹脂體系取用雙氰胺作固化劑,雙氰胺溶解性差,不溶于一般溶劑、只溶于一些強極性溶劑如二甲基甲酰胺等,二甲基甲酰胺的沸點高(153℃)在浸膠過程中烘箱需要較高的溫度(180℃左右),這類溶劑都具有不同程度的毒性給生產、管理帶來了一些不便。

若采用諾伏拉克樹脂作固化劑,相應地采用沸點較低、毒性較小的溶劑(如丁酮等)是有可能的,這樣既可可降低能耗又方便管理。
                   

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