线路板知识

线路板制作问题: 1,制作线路板的材料通常都有 XPC,FR1,FR2,CEM1,CEM3 和 FR4。XPC,纸芯,无 94-VO 防火标记; FR1,纸芯酚醛树脂覆铜箔板(不能电镀、喷锡,耐高温 105 摄氏度) FR2,纸芯酚醛树脂覆铜箔板(不能电镀]喷锡,耐高温 130 摄氏度) CEM1,纸芯环氧树脂覆铜玻璃布板(碎玻璃纤维) CEM3,纸芯环氧树脂覆铜玻璃纤维板(整块玻璃纤维)一般用于生产单面板 FR4,环氧树脂覆铜玻璃布板(整块玻璃纤维)一般用于生产双面板和多层板, 2,电镀:喷锡也就是热风整平 3,线路:丝印是按客户要求印上字符,一般是白色 4,绿油是就是绿色阻焊剂 5,外形:切也叫 V 割,铣也叫锣板,

转贴" 为什么 PCB 要使用高 Tg 材料 "转贴 转贴
首先要讲一下,高 Tg 指的是高耐热性。随着电子工业的飞跃发展,特别是以计算机为代表的电子产品,向着高功能化、高多层 化发展,需要 PCB 基板材料的更高的耐热性作为重要的保证。以 SMT、CMT 为代表的高密度安装技术的出现和发展,使 PCB 在小孔径、精细线路化、薄型化方面,越来越离不开基板高耐热性的支持。 PCB 基板材料在高温下,不但产生软化、变形、熔融等现象,同时还表现在机械、电气特性的急剧下降(我想大家不想看见自己 的产品出现这种情况)。所以一般的 FR-4 与高 Tg 的 FR-4 的区别:是在热态下,特别是在吸湿后受热下,其材料的机械强度、 尺寸稳定性、粘接性、吸水性、热分解性、热膨胀性等各种情况存在差异,高 Tg 产品明显要好于普通的 PCB 基板材料。

何谓反转铜箔基板"转贴 何谓反转铜箔基板 转贴" 转贴
传统的电镀铜皮具有光面和粗化面两个部份,一般在电路板使用方面,都会将粗化的铜面和树脂接着,这样以产生拉力,使树脂 和铜箔结合力大,但是由于粗化面的粗度较深,若将粗化面做在电路板的表面,则未来这个均匀的粗面可以直接贴附干膜,不必 太多的前处理就可达成良好的结合力,因此铜皮供货商就尝试将铜皮的粗面反转而将光滑面另外做强化结合的处理,这样的用法 就是所谓的反转铜皮的用法,又由于光滑面的粗度很低,因此在制作细线路时较容易蚀刻干净,因此有利于细线制作及改善良率, 因此部份的厂商就开始做这样的应用,将该类板材用在制作细线路的线路板,以上仅供参考。

铜箔基板品质术语之诠释
简介: 有關銅箔基板(Copper Claded Laminates,簡稱 CCL)的重要成文國際規範,早期以美國軍規 MIL-S-13949H(1993)馬 首是瞻,直至 1998.11.15 後才被一向視為配角的 IPC-4101 所取代。原因是業界進步太快,而美軍規範一向保守謹慎,來不 及跟上 HDI 商品化的實質進步,於是只好退守軍品的嚴格領域。至於為數龐大的商業電子產品,就另行遵循靈活新穎的 IPC 商 用規範了。 IPC-4101(1993.12)之硬質銅箔基板規範,其 21 號規格單為最常見 FR-4 板材之品質詳細規格,共列有 13 種品質項目。其中

有的較為淺顯者,幾乎一看就懂無需贅言,如銅箔之抗撕強度 等。但有的不但字面費解難以查考,且經常是同一術語卻有數種不 同說法,似是而非撲朔迷離,每每令人困惑而不知所從。然久而久之也就見怪不怪麻木不仁了,只要按方法去檢驗,或按規格去 允收即可,管那許多原理原因做什麼。 至於那些項目為何而設?影響下游如何?每項是否一定要做?也就懶得再去追究,甚至連真正定義原理也多半似懂非懂,反 正人云亦云以訛傳訛。唬來唬去只要朗朗上口,就顯得學問奇大無比經驗爐火純青,日久積非成是之餘,一旦有人以正確說法稱 呼之,難免不遭白眼視為異類。鳴呼!君不見“Long time no see 與 no can do“ 早已成了漂亮的英文,說不定那天 “People mountain people sea “也會大流其行呢。但不管眾口能否鑠金,是非真理總還是要講個清楚說得明白才不失學術良心,做人做 事也才有格,這應與學歷或官位扯不上關係。以下即按 IPC-4101 後列規格單(Specification Sheet)中的順序對各術語試加詮 釋,尚盼高明指正。 作者:白蓉生

高频印制板应用与基板材料简介
电子设备高频化是发展趋势,尤其在无线网络、卫星通讯的日益发展,信息产品走向高速与高频化,及通信产品走向容量大速度快的 无线传输之语音、视像和数据规范化.因此发展的新一代产品都需要高频基板。 卫星系统、移动电话接收基站等通信产品必须应用高频电路板,在未来几年又必然迅速发展,高频基板就会大量需求。 高频基板材料的基本特性要求有以下几点: (1) 介电常数 (Dk)必须小而且很稳定,通常是越小越好信号的传送速率与材料介电常数的平方根成反比,高介电常数容易造成 信号传输延迟。 (2) 介质损耗 (Df)必须小,这主要影响到信号传送的品质, 介质损耗越小使信号损耗也越小。 (3) 与铜箔的热膨胀系数尽量一致,因为不一致会在冷热变化中造成铜箔分离。 (4) 吸水性要低、吸水性高就会在受潮时影响介电常数与介质损耗。 (5) 其它耐热性、抗化学性、冲击强度、剥离强度等亦必须良好。 一般来说,高频可定义为频率在 1GHz 以上.目前较多采用的高频电路板基材是氟糸介质基板,如聚四氟乙烯(PTFE),平时称 为特氟龙,通常应用在 5GHz 以上。另外还有用 FR-4 或 PPO 基材,可用于 1GHz ~ 10GHz 之间的产品,这三种高频基板物 性比较如下。 现阶段所使用的环氧树脂、PPO 树脂和氟系树脂这三大类高频基板材料,以环氧树脂成本最便宜,而氟系树脂最昂贵;而以介电 常数、介质损耗、吸水率和频率特性考虑,氟系树脂最佳,环氧树脂较差。当产品应用的频率高过 10GHz 时,只有氟系树脂印制板 才能适用。显而易见, 氟系树脂高频基板性能远高于其它基板,但其不足之处除成本高外是刚性差,及热膨胀系数较大。对于聚 四氟乙烯(PTFE)而言,为改善性能用大量无机物(如二氧化硅 SiO2)或玻璃布作增强填充材料,来提高基材刚性及降低其热膨胀 性。另外因聚四氟乙烯树脂本身的分子惰性,造成不容易与铜箔结合性差,因此更需与铜箔结合面的特殊表面处理。处理方法上 有聚四氟乙烯表面进行化学蚀刻或等离子体蚀刻,增加表面粗糙度或者在铜箔与聚四氟乙烯树脂之间增加一层粘合膜层提高结合 力,但可能对介质性能有影响。 整个氟系高频电路基板的开发,需要有原材料供应商、研究单位、设备供应商、PCB 制造商与通信产品制造商等多方面合作, 以跟上高频电路板这一领域快速发展的需要

技术的多层板—PALUP 基板 基板-3 新一代 PCB 技术的多层板

在激光加工的通孔内填埋了金属糊膏的薄片,通过摆过摆放位置上的对位重合、接合后,进行层压加工。此时,糊膏的烧结、扩 散接合、对多层的连接也同时进行。图 4 中所示了在 31 层的高多层板剖面情况。它是由剖面照相和 X 光照相来反映的。其中, 图中在通孔的放大照片上,显示了直列通孔的实际情况。在 X 光照相的照片上,可看到在层间上的许多黑点,就是一个一个的通 孔的烧结金属。 综上所述,PALUP 基板有以下几点是制造技术的关键: 1. 要保证高耐热性和高尺寸精度的“单面覆铜箔的热塑性树脂薄片”的开发。 2. 低温烧成、扩散接合型的金属糊膏的开发。 3. 激光形成有底通孔,进行金属糊膏的填埋技术的开发。 4. 一次多层的层压技术。 这种基板的全金属配线结构,必须要达到叠加通孔的高连接可靠性。图 5 所示了 PALUP 基板的可靠性实验结果(对叠加 6 个 通孔的评价结果).可以通过此实验看出:气态下的冷热循环实验,液态下冷热循环实验中,该种基板保持着低的电阻变化.很好的确 保它的可靠性.

五.PALUP 基板的特性与课题 PALUP 基板的主要特性见表 3 表示 由表 3 可以看出:PALUP 基板所用的基板材料—热塑性树脂,表现出低介电常数、介质损失因数、低吸湿性的特性。所制出 的基板可以满足整机产品的高频化的要求。并可以高 由表 3 可以看出:PALUP 基板所用的基板材料—热塑性树脂,表现出低介电常数、低介质损失因数、低吸湿性的特性。所制 出的基板可以满足整机产品的高频化的要求。并可以满足高密度化的多层板性能需求,特别是适用于多引脚的封装作为基板。 另外,不含玻璃纤维的热塑性树脂作为这种基板的绝缘基材,很适合于当前以至今后的安装技术发展的要求,例如,它的刚 性板形态在安装的场合下,可以降低再流焊时基板的翘曲,并起到保持由铜箔构成的接地层和电路层的刚性强度作用,这种热塑 性树脂的熔点在 3400C 以上,它可以抵御低于此温度的热冲击。 六.PALUP 基板所适用的产品和今后发展方向 PALUP 基板目前忆在试验线上进行了少量的生产。计划在 2003 年 4 月正式开始大生产。PALUP 技术的问世,主要面对的 是有高可性、高多层电路要求的基板产品 ,还有高频高速信号传输电路要求的基板。另外,它可代替原有的环氧树脂类基板和陶 瓷基材类基板使用。 PALUP 工艺技术,不但适用于刚性多层板制造,而且还可以用此工艺去制作多层挠性印制工艺技术制造三维立体型的基板、 内藏元器件的基板,系统封装(SIP)基板等。 在 PALUP 基板用树脂中,不含对环境有害的物质。树脂中只含有 C(碳)H(氢)O(氧)N(氮)的元素.它属于”自消火型热塑性树 脂”,也是一种无卤化阻燃性的树脂.并且在加热到它的熔点以上时,树脂就可以熔化.有了这个特性,使它可以进行再利用,可以很容 易的将金属与树脂进行分离. 综上所述,PALUP 基板无论在技术上,还是在市场上都有广阔的发展前景.它将带动整个 PCB 技术有更大的质的飞跃.

树脂的定义和分类
树脂定义 树脂通常是指受热后有软化或熔融范围,软化时在外力作用下有流动倾向,常温下是固态、半固态,有时也可以是液态的有 机聚合物。广义地讲,可以作为塑料制品加工原料的任何聚合物都称为树脂。 树脂有天然树脂和合成树脂之分。天然树脂是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质,如松香、琥珀、虫胶等。 合成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物。 树脂的分类 按树脂合成反应分类 按树脂分子主链组成分类

1.按树脂合成反应分类 按此方法可将树脂分为加聚物和缩聚物。加聚物是指由加成聚合反应制得的聚合物,其链节结构的化学式与单体的分子式相 同,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。 缩聚物是指由缩合聚合反应制得的聚合物,其结构单元的化学式与单体的分子式不同,如酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂 等.

2.按树脂分子主链组成分类 按此方法可将树脂分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物。 碳链聚合物是指主链全由碳原子构成的聚合物,如聚乙烯、聚苯乙烯等。 杂链聚合物是指主链由碳和氧、氮、硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物,如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。 元素有 机聚合物是指主链上不一定含有碳原子,主要由硅、氧、铝、钛、硼、硫、磷等元素的原子构成,如有机硅

何谓 RCC 及其用途
RCC 是 Resin Coated Copper,中文翻译叫做,"附树脂铜皮"或"树脂涂布铜皮",主要用于高密度电路(HDI Board-High Density Interconnection Board)制造,生产时可以增加高密度小孔及细线路制作能力的材料。因为小孔制作除了包括饡孔工 作之外,也包括盲孔的电镀工作。因为盲孔电镀基本上不同于通孔电镀,药液的置换难度比较高,因此介电质材料厚度也尽量的 降低。针对这两种制作特性的需求,恰好 RCC 能够提供制作的这些特性需求,因此而被采用。 其中尤其是在高密度电路板发展的初期,因为激光技术并不发达加工速度又慢,对于传统的电路板材料而言,的确有实际使 用上的困难,因此 RCC 应运而生,成为重要的材料。

环保型阻燃覆铜板的开发

一、前言 覆铜箔层压板(以下简称覆铜板)是电子工业的基础材料。在覆铜板产品中,阻燃型产品居多数(占 80%以上)。从安全角 度考虑,产品必须通过 UL 安全认证,阻燃性应达到 V-O 级水平。 为了达到上述要求,在阻燃型产品生产中,多数采用含卤素树脂或含卤素阻燃剂。 国外有些机构提出,含卤素阻燃剂的材料在一定条件下焚烧时,会产生一些危害环境和人体健康的物质。欧共体(EC)对这 个问题,反映尤为强烈。该组织环境委员会提议,到 2004 年禁止在电气与电子设备中使用含卤素的阻燃剂。 开发非卤素阻燃型覆铜板(或称环保型阻燃覆铜板),将成为行业中的一项重要课题。开发这项课题是环境保护的需要,也 是今后市场竞争的需要。 二、覆铜板的组成与结构 普通的阻燃性覆铜板,是由含卤素阻燃树脂,增强材料和铜箔三种主要材料组成。必要时,还采用阻燃型添加剂。其结构如 图-1 所示:

图-2 覆铜板制造流程 其中,技术重点是研究和确定树脂溶液的配方。覆铜板采用的树脂(如酚醛树脂、环氧树脂等)是易燃的。以往,在阻燃型 覆铜板的制造中,通常是采用含卤素(如 Br)树脂,或采用含卤素树脂和阻燃助剂,使产品达到阻燃效果。 从化学角度考虑,具有阻燃功能的元素,除卤族元素(F、Cl、Br、I)外,还有第 V 族的 N、P、As、Sb、Bi 等。 实践证明,在树脂体系中引入氮元素(N),并配合适当的阻燃助剂,可以获得比较理想的阻燃效果。在此基础上,确定了以 下树脂体系的基本组成。 树脂体系基本组成: (1)非卤树脂 (2)含氮固化剂 (3)阻燃助剂 (4)溶剂 四、环保型覆铜板 东莞生益敷铜板股份有限公司成功开发了环保型阻燃覆铜板,牌号为 S2130G。产品特点如下:

(1)不含卤素、锑等成份。 (2)燃烧时,不产生剧毒物质。 (3)耐漏电起痕性优秀(CTI≥600)。 (4)良好的机械加工性。 (5)其它性能,符号 IPC-4101 相关标准。 产品的技术指标,见表-1. 表-1 环保型阻燃覆铜板技术指标 项 目 条 件 单 位 S2130G

体积电阻率 C-96/35/90 M?-cm ≥106 E-24/125 ≥103 表面电阻 C-96/35/90 M? ≥104 E-24/125 ≥103 击穿电压(平行板面) D-48/50+D-0.5/23 KV ≥40 介电常数(1MHz) C-40/23/50 - ≤5.4 介质损失角正切(1MHZ) C-40/23/50 - ≤0.035 耐电弧 D-48/50+D-0.5/23 S ≥60 项 目 条 件 单 位 S2130G 剥离强度 2600C.20S N/mm ≥1.0 1050C ≥0.9 曝露于工艺溶液后 ≥0.9 弯曲强度 纵向 横向 A Mpa ≥345 ≥186 燃烧性 A S 平均燃烧时间≤5 单个燃烧时间≤10

E-24/125+des 吸水性 E-1/105+des+D-24/23 % ≤0.5 热应力 2600C.20S - 无分层 无起泡

五、结束语 有关含卤素阻燃剂对环境和人体健康的危害程度与可接受程度,国际上众说纷纭,尚未定论。权威的 IPC 组织,支持业界采 用无卤素阻燃剂,但不支持有些机构提出的对含卤素阻燃剂的禁令,认为在没有足够的科学证据之前,发布这种禁令,将会导致

降低着火的安全性及增加制造成本而对环境没有好处。 开发环保型阻燃覆铜板,主要目的是保护环境,提高产品在国际市场的竞争力。环保型阻燃覆铜板的开发成功,体现了我国覆 铜板制造技术又提高到一个新的水平!

纳米材料科学对 PCB 工业的震撼
目前,总的发展趋势是以纳米材料为中心,其高层次发展是纳米体系物理以 及与其密切相关的纳米高科技的应用,其普及层次发展则派生出纳米材料工程及 相关的应用领域。纳米技术造成 PCB 领域"天翻地覆慨而慷"之势并不是不可能的。 1.降低 PCB 基材的介电常数 使用纳米材料改性环氧树脂,聚酰亚胺耒降低介电常数的资料时有报道。例聚 酰亚胺纳米泡沫材料其 ε<2.4。 2.改善力学性能 随着粒子尺寸的减小,材料的表面积增大,表面原子在整个材料中所占比例越 来越大,同时粒子的表面能和表面张力亦随之增加,表面原子的活性比晶格内原 子高,纳米粒子的表面有许多悬空键,并且具有不饱和性,故极易与其它原子相 结合而稳定下来,因而具有很大的化学活性。 固体颗粒的比表面与粒径的关系如下:Sw=K/(ρ×D) Sw 比表面积 m2/g ρ 粒子的理论密度 所以,D 小则 Sw 大 用纳米材料的高力学性能制造陶瓷基板,环氧化基板,钻头等,比常规材料具 有的强度,硬度,韧性以及其它综合力学性能更好更优越。 纳米级复相陶瓷将成为 21 世纪材料开发的主要方向。 纳米材料能改善环氧化树脂的力学性能,同时可加快固化速度,降低固化温 度,结合环保型 CCL 开发,可谓一箭数雕。 纳米结构合金高强度,耐磨合金可用于制钻头。 3.纳米技术在 PCB 工业环保中的应用 纳米技术的应用能够解决 SO2,CO,NOX 等气体的污染源问题,如纳米钛酸钴催 化脱氧,复合稀土化物的纳米级粉体有极强的氧化还原能力,可彻底解决 CO, NOX 的污染。 以活性碳为载体,纳米 Zr0.5Ce0.5O2 粉体为催化活性体的净化催化剂,由于 其表面存在 Zr+4/Zr+3 及 Ce+4/Ce+3,电子可在其三价和四价离子间传递,具有极 强的电子得失能力和氧化还原性,且纳米材料比表面大,空间悬键多,吸附能力 强,能还原氮氧化物和氧化 CO,使它们转化为无害气体,纳米 TiO2 可降解空气中 的有害有机物。 4.其它方面的应用 纳米阻燃材无机阻燃剂的充分挖掘已成为一个不争的事实。 纳米材料的自洁能力(防水,防油,防尘)。 用纳米 Al2O3 和亚微米的 SiO2 合成莫莱石,是一种非常好的电子封装材料, 可显著提高密度,韧性和热导性。用纳米技术制造静电屏蔽材料和油墨。 K 形状因子 D 粒子的平均直径

近十年来在纳米材料研究取得了很大的成绩,已成功制备了金属、合金、 离子晶体、陶瓷、氧化物、氮化物、半导体等多种纳米材料,发现了与小尺寸 效应、界面效应、量子尺寸效应和量子限域、介电限域效应相关的新现象,使 我们在国际上占有一席之地。作为印制线路板领域而言,更关心纳米材料科学 的应用成果,笔者强作解人,借花献佛,以尽匹夫之责。

FR-4 FR-4无铅板材制作
按一定的比例配制好无铅胶液,胶液的胶化时间为 330 秒,由于胶液黏度很低,我们只添加了指定配比一半的 PMA 溶剂,以改 善胶片的外观。 由于胶液配制的量较少,只有 300 公斤左右且胶液黏度较低,所以我们只使用主胶槽进行上胶,开机前对主胶槽内的胶液 的胶化时间进行复测,其胶化时间为 303 秒,一切 OK 后开机,生产单重 365,胶化时间为 45 秒、50 秒和 60 秒的胶片。由 于干燥机温度较低只有 170℃,所以车速较低,稳定在 2.3m/min。(此车速可以提高胶液的浸润) IPQC 及时检测胶片,并检测稳定生产的各指标胶片的流动度,以确定最佳胶化指标,其中 45 秒的胶片的流动度符合我们工 艺压板要求。确定使用 45 秒的胶片进行压板和后续评估。 经过 45 天的储存评估, 取车间生产的 45 秒指标的胶片 8 张压合无铅板材, 在不影响车间生产的情况下我们采用普通 FR-4 1.6 1/1 的压合工艺,在没延长压合时间的情况下,压制无铅板材,板材性能 ok,Tg137℃。T288 TMA 法 48 分钟分层。 经过进一步的对该树脂体系的板材进行评估,我们在胶片储存了 45 后,使用了我们所认可不会导致板材缺陷的,胶化时间为 45S 的胶片压制了一张 FR-4 1.6 1/1 无铅板材,并特别送外检测了板材的 TD 和 PCB 在线实验。 板材的热分解温度为 379℃、UV 性能 ok。 板材仍旧存在板材的 CTI[偏低和抗剥偏低现象。 后附板材的全部检测报告及 UV 性能证明。

CEM-1 CEM-1板材
CEM-1板材制作 一、降低产品成本,提高产品品质。寻求新原料供应商。 二、 实验方法: 1.配制 CEM-1 胶液 从闪星有限公司提供的三氧化二锑中抽取三氧化二锑 200g,该样品外观无杂质,样品为色泽纯白,颜色均一固体。按 CEM-1 配胶工艺比例计算好树脂份和应加入的三氧化二锑量。 按比例配制好除填料以外的所有树脂和固化剂, 加入三氧化二锑进行搅拌。 搅拌 2 小时无固体颗粒物存在,符合我们小样要求。将以上胶液静置 1 小时,无明显的固体颗粒析出。在此基础上加入其他填料 搅拌 2 小时, 分散均匀, 测得胶化时间为 182sec, 胶液颜色均一为白色。 用该胶液手动上胶制作好 CEM-1 胶纸并压制成 CEM-1 1.6 1/0 板材。 三、 小试结论: CEM-1 板材外观 ok,和正常车间板材色泽相似,检测常规性能,性能 ok。

半固化片的贮存与剪切
为了保持原有半固化中的性能特性,最合适的贮存条件是:湿度越低越好 半固化片在不同条件下贮存,因受到环境温度、湿度的影响,会产生半固化片的吸潮、凝胶时间下降、流动度增加等变化,当贮

存的温度过高或温度过低时,空气中水分容易在半固化片上凝聚成吸附水,这种吸附水在后续过程中很难除尽,影响了半固化中 树脂的固化反应,甚至影响了多层板的质量。 为了保持原有半固化中的性能特性,最合适的贮存条件是:湿度越低越好,存放温度如不超过 5~C,存放期可达 6 个月;存 放温度为 21℃相对湿度 30%~50%,存放期为 3 个月。在实际生产中建议用密封塑料袋封装,同时放入干燥剂,尽量避免潮气 及其他空气中杂质的侵入,这样可以延长半固化片的贮存时间。 由于玻纤布在经向、纬向单位长度的纱股数不同,在剪切时,需要注意半固化片的经纬向,一般选取经向(玻纤布卷曲的方向) 为生产板的短边方向,纬向为生产板的长边方向,尽量与板剪切方向一致,以确保板面的平整,否则板子在受热后可能扭曲变形。

覆铜板对环氧树脂提出新要求
近年来随着电子技术的快速发展,对用于覆铜板的环氧树脂提出了更多、更新的要求,据中国环氧树脂行业协会专家介绍,这种 要求主要有高玻璃化转变温度、阻挡紫外光(UV)和自动光学检测(AOI)功能、低介电常数、RCC、无卤型产品等方面。 高玻璃化转变温度 Tg 反映环氧树脂基体随温度升降而产生的一种物理变化。在常温时基体是刚性的“玻璃态”,当温度升高 到某一个区域时基体将由“玻璃态”转变为“高弹态”,此时的温度称为该基体的玻璃化转变温度(Tg)。换句话说 Tg 是基体保持刚 性的最高温度(℃),基体的 Tg 取决于所采用的树脂。传统的 FR-4 覆铜板是采用二官能的溴化双酚 A 型环氧树脂,Tg 一般为 130℃左右。为了提高基体的 Tg 业中多数采用诺伏拉克环氧树脂。由于诺伏拉克环氧树脂结构中含有 2 个以上的环氧基,固化 物交联密度高 Tg 相应提高,基体的耐热性、耐化学性以及尺寸稳定性等相应地得到改善。诺伏拉克环氧树脂由于结构含有多环 氧基,基体的耐热性等性能会有明显提高,但是产品脆性较大、粘合性较差,在环氧树脂覆铜板生产中一般不单独使用,而是与 双酚 A 型环氧树脂配合使用。诺伏拉克环氧树脂的使用量一般为环氧树脂总量的 20~30%,在诺伏拉克环氧树脂中选用双酚 A 诺伏拉克环氧树脂可以获得更佳的综合效果。 阻挡紫外光(UV)和自动光学检测(AOI)功能。随着电子工业的迅速发展印制电路高精度、高密度化,在双面印制板和多层印 制板的制造过程中,广泛采用液体光敏阻焊剂和两面同时暴光的新工艺。由于紫外光(UV)可以穿透基板,两面的线路图形相互干 扰、出现重影造成废品,为避免出现重影基体用的环氧树脂必须具有阻挡紫外光(UV blocking)的功能。目前行业中一般的做法 是,在环氧树脂体系中添加四官能基环氧树脂或 UV 吸收剂,利用其本身具备荧光发色团性质,吸收 UV 光,达到阻挡的效果。 据中国环氧树脂行业协会专家介绍,1995 年我国就成功开发了具有阻挡 UV 和 AOI 功能的环氧树脂覆铜板,同时还开发相应的 检测方法和检测仪器,该检测方法被国际电工委员会(IEC)所确认,标准号 IEC1189-2C11。AOI 功能在印制线路板品质检查工 作中, 随着产量扩大和线路高密度化, 采用传统的人工检查的方法已经不能适应了, 一些较大的企业广泛采用自动光学检测(AOI) 的新技术。要求基板中的环氧树脂必须具备 AOI 功能,AOI 仪器采用氩激光作光源,基板中的环氧树脂必须能吸收氩激光、并 激发出较低能量的荧光,通过测定基板上的荧光,实现对印制线路板外观缺陷的自动光学检测。

低介电常数又一个重要指标。随着通信技术的发展信息处理和信息传播的高速化,迫切希望提供一种可满足高频条件下使用的低 介电常数的覆铜板。在高频线路中频率一般都超过 300 MHz,高频线路信号传播速度与基体的介电常数有关,基体的介电常数 越低信号的传播速度越快,要实现信号的高速传播就必须选用低介电常数的板材。另外基体在电场的作用下,由于发热而消耗能 量使高频信号传播效率下降。可见作为高频线路用的覆铜板,必须选用低介电常数和低介电损耗角正切的树脂,但是目前 FR-4 覆铜板用的环氧树脂介电常数偏高,满足高频线路的使用有困难。在高频线路中多数采用聚四氟乙烯,聚四氟乙烯具有优秀的介 电性能,但与环氧树脂相比存在以下缺点:加工性差,综合性能欠佳,成本高。环氧树脂虽然介电常数和介电损耗角正切偏高, 但具有加工性好、综合性能优秀,价格适宜、货源充足等优点,若采用改性的方法在环氧树脂结构中引入极性小、体积大的基团, 降低固化物中极性基团的含量,可使树脂的介电性能得到改善,改性后的环氧树脂有可能成为一种成本效益理想的高频材料。 RCC。积层法多层板是近几年发展起来的、用于制造高密度、小孔径多层印制线路板的一项新技术,随着 BUM 的迅速发展, 作为其主要材料的涂树脂铜箔得到了相应的发展。RCC 的结构 RCC 是由表面经粗化、耐热、防氧化等处理的高温延伸性铜箔和 B 阶树脂组成的。RCC 多数采用环氧树脂,RCC 的树脂层应具备与 FR-4 粘结片相同的工艺性能,还要满足积层法多层板的以下 要求:高绝缘可靠性和微导通孔可靠性,高玻璃化转变温度(Tg),阻燃性,低介电常数和低吸水率,与内层板有良好的粘合性,

固化后树脂层厚度均匀,对铜箔有较好的粘合强度。RCC 制造过程中要求将树脂均匀地涂布在铜箔上,树脂层的厚度偏差控制在 ±2mm 以内,因此必须采用高精度的涂布设备,同时生产环境必须高度净化。中国环氧树脂行业协会专家介绍说,RCC 具有很 多优点:有利于多层板的轻量化和薄形化,有利于介电性能的改善,有利于激光、等离子体的蚀孔加工,对于 12um 等薄铜箔容 易加工,可以使用普通印制板生产线,无须新的设备投资等。 最后是关于无卤型产品的要求。目前在环氧树脂覆铜板生产中阻燃型产品居多,占 90%以上,从安全角度考虑用户要求产品必 须通过 UL 安全认证,阻燃性必须达到 V-0 级。国外有些研究机构提出,卤素阻燃剂在燃烧过程中会产生有毒的物质,危害人体 健康和污染环境。国际上特别是欧洲对这个问题表示强烈关注,欧共体(EC)环保委员会提议限期在电器和电子产品中禁止使用含 卤素的阻燃材料,开发无卤性阻燃覆铜板已成为行业中一项重要课题势在必行。从化学角度考虑具有阻燃功能的元素除卤族元素 (F、Cl、Br、I)外,还有 V 族的 N、P 等元素。实验证明在环氧树脂体系中引入 N 和 P 等元素,并配合适当的阻燃助剂同样可以 获得满意的阻燃效果。 众所周知,酚醛树脂可以作为环氧树脂的固化剂使用,如果采用酚醛树脂对环氧树脂进行改性,则可以加大环氧树脂的交联 密度,进一步提高其耐热性和降低其热膨胀系数等,如环氧树脂的改性既可以提高环氧树脂的阻燃性能,又可以提高其耐热性和 尺寸稳定性。

ARLON 高频材料选择表
ARLON-MED 雅龙电子材料有限公司及产品介绍

ARLON 是一家专业生产高端电子材料的公司,母公司 BARICO 是纽约股市上市公司.ARLON 是目前高端 PCB 材料产品线最为齐 全的公司之一.它的历史可以追溯到 50 年代,那时就开始生产研发聚酰亚胺,聚四氟乙烯等 PCB 材料.后来又不断开发出更多品种 的新材料.主要生产基地在美国的加洲和 DELEWARE.随着中国的电子产业的飞速发展,ARLON 在 2004 年 6 成立了雅龙电子材 料(苏州)有限公司,在中国设立成品加工中心,将使公司能更有效更快捷的为中国客户提供产品和服务。随着成品加工中心的有 效运行和 ARLON 在中国和亚洲业务的增加,新的苏州生产基地正在 2006 年底可以投入生产.

ARLON 的产品可以分为两大类,电子材料类包括高可靠的聚酰亚胺(33N,35N,85N),主要用在对温度和使用环境要求很高的 PCB, 如航空航天设备的控制系统,半导体老化测试,石油钻井等领域,也用于非常高层数的 PCB 的加工.这种材料具有最高的玻璃 转化温度(Tg250C),和很高的裂解温度(Td 380C).ARLON 的 THERMOUNT(55NT,55ST,55RT)类材料具有非常好的尺寸稳 定性(CTE),适合于裸芯片封装,由于 THMOUNT 的非编织树脂纤维特性,它非常适合高密度激光钻孔,耐离子迁移(ANTI-CAF),重 量轻,适用于对 PCB 重量要求很高的高可靠电子产品.如高端封装基板,导航系统,ALVIH 工艺等.ARLON 的 NO-FLOW(47N,49N,99N)系列用于刚挠结合板和散热冷板,在汽车,高功率领域都有广泛应用.ARLON 导热系列(99N,99ML) 的材料在 LED,大功率电源中也有很好的前景.我们近年开发的 11N 材料具有 220Tg, 310Td,在高速背板,数模混合的微波通信, 半导体测试等产品也有非常好的应用前景。 ARLON 的另一大类是微波材料, DK2.2 到 10.2,纯的 PTFE 有不同增强材料的(玻 从 璃织布,非编织的玻璃纤维) CLTE 是陶瓷粉填充的 PTFE,具有优异的温度稳定特性(DK 随温度不变,CTE 也很小), 在全球通信卫 星上最高可以做 64 层.其他陶瓷粉填充 PTFE 有多种介电常数,适合加工多层微波印制板这些产品广泛用于手机、 天线、 基站的电 子系统、无线宽带以及互联网等。ARLON 特有的轻型泡沫材料 FOAMCLAD 专用于基站天线, RFID 等应用.具有成本低,损耗小, 表面波小的特点.

ARLON 对中国市场充满信心,也希望加大对中国高端电子产业的支持,我们希望通过我们的技术推广,为高端客户提供实际的持续 支持.

印制电路板基板材料基本分类表
印制电路板基板材料基本分类表 分类 材质 名称 代码 特征 刚性覆铜薄板 纸基板 酚醛树脂覆铜箔板 FR-1 经济性,阻燃 FR-2 高电性,阻燃(冷冲) XXXPC 高电性(冷冲) XPC 经济性 经济性(冷冲) 环氧树脂覆铜箔板 FR-3 高电性,阻燃 聚酯树脂覆铜箔板 玻璃布基板 玻璃布-环氧树脂覆铜箔板 FR-4 耐热玻璃布-环氧树脂覆铜箔板 FR-5 G11 玻璃布-聚酰亚胺树脂覆铜箔板 GPY 玻璃布-聚四氟乙烯树脂覆铜箔板 复合材料基板 环氧树脂类 纸(芯)-玻璃布(面)-环氧树脂覆铜箔板 CEM-1,CEM-2 (CEM-1 阻燃);(CEM-2 非阻燃) 玻璃毡(芯)-玻璃布(面)-环氧树脂覆铜箔板 CEM3 阻燃 聚酯树脂类 玻璃毡(芯)-玻璃布(面)-聚酯树脂覆铜箔板 玻璃纤维(芯)-玻璃布(面)-聚酯树脂覆铜板 特殊基板 金属类基板 金属芯型 金属芯型 包覆金属型 陶瓷类基板 氧化铝基板 氮化铝基板 AIN 碳化硅基板 SIC 低温烧制基板 耐热热塑性基板 聚砜类树脂 聚醚酮树脂 挠性覆铜箔板 聚酯树脂覆铜箔板 聚酰亚胺覆铜箔板

环氧树脂覆铜板---复合基覆铜板 环氧树脂覆铜板 复合基覆铜板
复合基覆铜板 在环氧树脂覆铜板中除上述玻纤布覆铜板外,另一类是复合基覆铜板(Composite Epoxy Material)。 1、CEM-1 覆铜板 按基材区分覆铜板主要产品有两大类,纸基覆铜板和玻纤布基覆铜板。纸基覆铜板主要用于电视机等家用电子产品;玻纤布 基覆铜板主要用于电子计算机、通信设备等工业产品。近年来,随着家用电子产品多功能化,对覆铜板的要求越来越高,纸基覆 铜板在满足要求方面有一定困难。据中国环氧树脂行业协会([url]www.epoxy-e.cn[/url])专家介绍,若采用玻纤布基覆铜板, 虽可以满足要求,但成本偏高。在这种情况下,复合基覆铜板的优点得到充分的表现和迅速发展。

(1)产品结构与特点 CEM-1 覆铜板的结构 CEM-1 覆铜板具有以下特点: 1)主要性能优于纸基覆铜板。 2)优秀的机械加工性能。 3)成本比玻纤布覆铜板低。 (2)制造流程 CEM-1 覆铜板的制造流程 (3)产品性能:CEM-1 覆铜板的性能 2、CEM-3 覆铜板 印制线路板制造中,最大成本在板材。为此在保证功能与可靠的前提下,每个企业都在寻找低价格的板材。CEM-3 覆铜板是 在 FR-4 覆铜板基础上发展起来的。近年来日本在双面印制线路板制造中,大量采用 CEM-3 覆铜板取代 FR-4 覆铜板。据报导, CEM-3 覆铜板使用量大大超过了一般 FR-4 覆铜板。 (1)产品结构与特点 CEM-3 覆铜板的结构 CEM-3 覆铜板具有以下特点: 1)基本性能相当于 FR-4 覆铜板。 2)优秀的机械加工性能。 3)使用条件与 FR-4 覆铜板相同。 4)成本低于 FR-4 覆铜板。 (2)制造流程。由于玻纤纸比较疏松,浸胶时树脂含量偏高,导致产品收缩率大,尺寸稳定性差。所以,在环氧树脂中,普遍 采用添加无机填料(如氢氧化铝)的方法,使产品的各项性能得到改善和提高。 (3)产品性能。CEM-3 覆铜板的性能,如表 8-42 所示。随着 CEM-3 覆铜板品质的不断改进和提高,市场需求越来越大。近 年来除日本外,韩国和我国台湾在 CEM-3 的生产和应用方面发展也很快。1992 年国内成功开发了 CEM-3 覆铜板,几年来产量 逐年增加。 但是发展速度较慢,主要原因是生产厂家少,宣传不够,用户对 CEM-3 产品不甚了解。另一个原因是前几年 CEM-3 的主要 原材料之一玻纤纸,国内尚没有生产厂家,要依靠进口,价格偏高,CEM-3 成本降不下来。最近国内至少有两条玻纤生产线建 成的发展,将起到积极的推动作用。

高耐热环氧玻璃布覆铜板的开发
摘要:PCB 加工与使用条件的日趋苛刻、对基板材料提出了更高耐热性要求;本文就此介绍提高校材耐热性能的技术路线及我司 对该板材的研究开发,结果显示,制成的环氧玻璃布层压板,各项性能均达到 IPC4101 技术要求,热态性能与普通 FR-4 相比 较,有较大的提高。 关键词:环氧玻璃布层压板、高耐热性、工艺路线 一、前言 近年来,电子产品小型化、多功能化,使得印制电路板朝精细、薄型、多层化方向发展,由于生产与使用工艺日趋复杂,对 基板材料的性能提出了更高的要求; PCB 制作上, 在 板材(如多层板)要经受层压、 热熔或热风整平等多次热加工; 而板材应用上,

SMT 的双面贴装的多次焊接以及使用过程受热等,均需板材能承受较高的温度,特别是 BGA、CSP、MCM 等半导体安装基板及 高多层板,为提高其互连与安装可靠性,更要求板材具备较高玻璃化转变温度、热态机械强度与低热膨胀率。 在以玻璃布为增强材料的 PCB 基板材料中,环氧体系的 FR-4 板由于具有诸如高的铜箔剥离强度,良好的绝缘性能和可加工 性,而成为目前通用产品,但是,普通 FR-4 板玻璃化温度在 130~140℃间,Z 轴方向热膨胀系数大,耐热性低,钻孔时易产 生树脂腻污,加工时收缩大,不利对位等缺点,使用上有一定的局限,特别对于制作多层板,普通 FR-4 材料只能用 10 层以下 的多层板,大于 10 层时便显得有点力不从心;而基于其树脂结构,板材在超过 Tg 高温下,各项性能降幅较大,限制其在高温 环境下的使用,因此,提高 FR-4 的玻璃化温度与耐热性能,拓宽其板材生存空间已成板材生产厂商的开发重点。 二、技术工艺路线 PCB 基材是铜导体与绝缘材料粘结在一起的结构层,提供了印制板所需的电气和机械性能,绝大多数的绝缘材料是增强纤维 和有机树脂组成的,在增强纤维方面,常用有玻璃纤维,属耐高温材料,故板材的耐热性取决于树脂组成。 提高热固性树脂耐热性能的根本方法是改变树脂分子结构与交联结构,另外,聚合物主链的刚性强度、固化温度、增塑剂的 添加及高分子链侧基的位阻效应等影响也很大, 在热固性树脂分子中, 引入可参与聚合的极性基团(酰亚胺基、 氰酸基、 亚磺酸基) 和位阻较大的基团(如芳香基),提高固化物交联密度,均可有效提高聚合物耐热性。另外,在树脂中引入耐高温热塑材料,通过 互穿网络(IPN)技术,而提高组成物的综合性能。 目前,国外提高 E-型环氧树胎热变形温度和热氧化稳定性的主要途径为:用带芳核的多官能耐热树脂或固化剂改性 E-型环氧 树脂,以提高树脂的热变形温度和高温机械强度。工艺路线有:

1、采用多官能环氧树脂与高、中分子量的 E-型溴化环氧树脂配合,提高树脂体系的交联密度,提高树脂的耐热性,渗透性 和交联密度。

2、采用耐热固化剂 4,4’-二氨基二苯砜在三氟化硼胺类络合物的促进下,与 E-型环氧树脂交联,提高树脂的热变形温度和 高温机械强度。

3、采用线型酚醛树脂或有机酸酐作固化剂的环氧树脂体系。 通过多种配方体系的研究,最终我们确定了以线型酚醛树脂作固化剂,辅以多官能环氧树脂的配方体系,此体系一个突出的 特点是耐热性极佳,与 DICY 固化的高 Tg 板材相比,有较佳的热态下综合性能。 三、覆铜板的制备

1、主要原材料 溴化环氧树脂(溴含量 20-50%)、酚醛环氧、固化剂、促进剂、溶剂;7628 型玻璃布、铜箔。 2、制造方法 按配方所需用量将溴化环氧、酚醛环氧、固化剂、促进剂及溶剂等材料加入到混胶桶中,搅拌使其完全溶解并熟化 4 小时, 配制成树脂含量约 65%的胶液;用此胶液浸渍 7628 玻璃布,在 180℃的烘箱温度下烘干制成树脂含量 43%的半固化片;8 张 半固化片叠合,双面配上 35?m 铜箔,热压制成厚度为 1.6mm 的层压板。

四、产品性能

1、较高的耐热老化性 将厚度 1.6mm 的覆铜板样品剪成 50mm×50mm,将烘箱调节到设定温度,待温度稳定后,取三块试样置于烘箱中,烘 烤 1 小时,观察板材的分层、起泡情况。 结果显示,在同样时间的高温烘烤条件下,新开发品的热分解温度明显高于普通 FR-4 板材,显示出有较佳的耐热老化性。 表 1、两种板材的耐热老化性能比较 试验条件 普通 FR-4 OK 新开发品

235℃/1h

OK OK OK OK

240℃/1h 分层、起泡 245℃/1h 分层、起泡 250℃/1h 分层、起泡 2、高温弯曲强度及其保持率

按测试标准方法, 1. 取 6mm 的样板, 蚀去两面铜箔, 为保证试样边的平整与光滑, 用数控铣床铣出试样 25. 4mm×76. 2mm, 在测试温度下保持 1 小时,再测试样板的弯曲强度。 从图 1 可看出,普通 FR-4 板受热时,当温度超过 110℃时,弯曲强度便出现较大的降幅;而新开发品在高温下仍有较高弯 曲强度,在 150℃下的高温弯曲强度保持率为 70%,达到 FR-5 的要求。 由于热态下有较高的刚性强度,从而减少板材热冲击时所产生的形变。

3、高温下剥离强度有较高的保持率。 取 1.6mm 厚度的板材,蚀成有 3mm 宽的铜箔剥离条的样品,置于高温硅油中,稳定一段时间后,测试铜箔剥离强度。 结果可见,新开发品有较佳的热态抗剥离强度。 4、低 Z 轴膨胀系数 采用 TA Instruments 公司的 TMA2940 热机械分析仪测试,升温速率为 10℃/min,与普通 FR-4 相比,板材在 Z 轴方 向具较低的膨胀系数。表 2 是两种板材的比较结果,显示出新开发品具有较优异的 CTE 值,这将大大减少 PCB(特别为多层板) 因热加工膨胀而造成的镀通孔拐角铜断裂现象,提高镀通孔的可靠性。 表 2、两种板材 Z 轴方向的 CTE 值(?m/m℃)

温度范围 普通 FR-4 新开发品

30-125 30-165 30-258

65.4 55 232 140

5、其他性能均达 IPC-4101 标准。 按 IPC-TM-650 对板材进行检测,结果表明,板材各项性能均达到 IPC4101 标准。 五、结论 采用酚醛环氧为主的树脂胶液体系, 制成玻璃布基的覆铜板, 工艺可行, 板材主要性能完全符合 IPC4101 标准, 与普通 FR-4 相比较,耐热性有较大的提高,从而增强 PCB 在热加工与高温环境使用的可靠性。 高耐热环氧玻璃布层压板的开发,对满足市场的需求,促进国内电子基础材料工业的技术发展,有着积极而现实的意义。

上胶机环保与焚烧炉节能措施
当前覆铜板生产普遍采用上胶机对基材上胶,将烘至 B 阶粘结片与铜箔叠合,在层压机上热压成型的生产工艺。由于上胶胶液含 有 30-50%有机溶剂,在基材上胶时,这些有机溶剂将挥发,有些厂家为了节省一次性投资费用,没配置废气焚烧炉,这些溶剂 直接排放,对环境造成一定污染。有些厂家虽然配置了废气焚烧炉(当前国内多数 CCL 厂均配置直燃式废气焚烧炉人这种炉子造 价较低,但燃料消耗与炉膛温度成正比,即炉膛温度越高,燃料消耗越多。废气焚烧炉正常运作温度在 760oC,这时有机物被彻 底分解为 H2O 和 CO2 排放,对环境就没有污染。但有的厂一家为了节省燃料,有意将炉膛温度调到六百多度。甚至更低。在 较低温度下,有机物燃烧分解不完全,排放物对环境仍有一定污染,而且有机物燃烧不完全时,会产生大量残碳积聚在热交换器 的管壁上,排废气风机的入/出日上,烟囱管壁上等等。这些残碳极为细微,很容易着火燃烧。 如果这些残碳没及时清理,积聚得比较厚时,很容易产生过热而引发燃烧,它可能在焚烧炉尚在运行时燃烧,也可能在焚烧 炉停机时燃烧。因为焚烧炉停机时,风机停止运转,很厚的积碳积聚的热量来不及散发,很容易发生自燃。这些积碳一旦着火, 热量很大,处理不当,就会产生火灾。这些火灾在好些 CCL 厂发生过,小的失火会烧坏焚烧炉的热交换器,使其塌陷、变形,使 焚烧炉空气流不流畅,影响焚烧炉效率。这些失火也可能会烧坏排废气风机、风叶。大的失火会酿发工厂火灾,因此炉膛采用低 温燃烧是不可取的。 直燃式废气焚烧炉的结构如图 1 所示:它由燃烧室、废气预热室上 胶机供热系统、排气烟囱等几个部分组成。来自上胶机的 废气在预热室 被加热到 300-430℃,再进入燃烧室燃烧,燃烧室较常用燃料有天然气。轻柴油、重油和煤等。用煤作燃料较难 控制炉温。目前用煤作燃料焚烧炉已经很少见。 直燃式焚烧炉虽然采取了先将上胶机废气预热,然后再让其进入炉膛中燃烧,废气经过预热再进入炉膛,就不会使炉膛温度 下降,使废气能充分燃烧,以更充分地利用废气的热值,来达到减少燃料消耗目的。但由于废气中所含溶剂的自燃点都不高,所以 废气预热温度不可能太高,即直燃式焚烧炉对废气热值充分利用尚不够,所以燃料消耗较多。如何降低燃料消耗以降低生产成本, 已被越来越多 CCL 厂所关注。

针对直燃式焚烧炉缺陷人们研制了“蓄热式”焚烧炉,这种炉子特点是能充分利用废气中有机溶剂的热值,在稳定生产状态下, 它几乎只用废气就可以维持炉膛在 760℃状态下运转,不需要补充或只补充少量燃料就 行了。这既达到环保要求,也达到节省 燃料目的。但这种焚烧炉造价较 p 一片 高,一次性投资较大,国内除了少数几个 CCL 厂采用之外,其他厂家仍都采用百燃式焚 烧炉。 能不能在百燃式焚烧炉基础上,吸收“蓄热式”焚烧炉的优点,造出 一种新型百燃式焚烧炉,使其造价不高,而又省燃料的焚 烧炉,或用这一思想来改造现有的直燃式焚烧炉,使其大大降低燃料消耗呢?通过实践,是可以的。百燃式焚烧炉废气在炉膛停 留的时间只有零点几秒,在这么短的时间里,废气来不及与炉膛中喷烧火焰充分混合,进行完全彻底氧化燃烧,因此消耗燃料相 对较多,直燃式焚烧炉的改造要点在炉膛,改造的要点: l、使炉膛保持在 760℃以上高温,以保证废气在炉膛中能 彻底氧化分解,以充分利用废气中有机溶剂的热值,也使烟囱排 放物不含有污染成分。

2、适当延长废气在炉膛中停留时间,以使废气中的有机溶剂有充分燃烧时问。 综上所述,为了环保要求,上胶机应配置废气焚烧炉,虽然一次性投资较大,但如果使用消耗燃料很少的焚烧炉(包括用直 燃式改造的消耗燃料很少的焚烧炉),由于废气热值可以得到充分利用,从算,是值得的。再者,从环保和省能源方面考虑,CCL 厂现在直燃式焚 烧炉,可探讨改造其省燃料途径。

ACF 基本介绍
1 前言 随着电子产品朝轻,薄,短,小化快速发展,各种携带式电子产品几乎都已液晶显示器作为显示面板,特别是在摄录放影机, 笔记型计算机,大哥大或个人数字处理器等产品上,液晶显示器已是重要的组成组件。液晶显示器除了液晶面板外,在其外围必 须连动驱动芯片作为显示讯号之控制用途。一般而言,液晶面板与驱动 IC 系统的接口衔接技术大致可分为下列几种:卷带式晶 粒自动贴合技术(Tape Automated Bonding; TAB)、 晶粒-玻璃接合技术(Chip on Glass; COG)、 晶粒-软板接合技术(Chip on Flex;COF)。 2 异方性导电胶膜(Anisotropic Conductive Film;ACF)

2.1 何谓异方性导电胶: 其特点在于 Z 轴电气导通方向与 XY 绝缘平面的电阻特性具有明显的差异性。当 Z 轴导通电阻值与 XY 平面绝缘电阻值的差 异超过一定比值后,既可称为良好的导电异方性。 2.2 导通原理: 利用导电粒子连接 IC 芯片与基板两者之间的电极使之成为导通,同时又能避免相邻两电极间导通短路,而达成只在 Z 轴方 向导通之目的。 2.3 产品分类:

1. 异方性导电膏。 2. 异方性导电膜。 异方性导电膜(ACF)具有可以连续加工(Tape-on-Reel)极低材料损失的特性, 因此成为目前较普遍使用 的产品形式。 2.4 主要组成: 主要包括树脂黏着剂、导电粒子两大部分。树脂黏着剂功能除了防湿气,接着,耐热及绝缘功能外主要为固定 IC 芯片与基板 间电极相对位置,并提供一压迫力量已维持电极与导电粒子间的接触面积。 一般树脂分为热塑性树脂与热固性树脂两大类。热塑性材料主要具有低温接着,组装快速极容易重工之优点,但亦具有高热 膨胀性和高吸湿性缺点, 使其处于高温下易劣化, 无法符合可*性、 信赖性之需求。 而热固性树脂如环氧树脂(Epoxy)、 Polyimide 等,则具有高温安定性且热膨胀性和吸湿性低等优点,但加工温度高且不易重工为其缺点,但其可*性高的优点仍为目前采用最 广泛之材料。 在导电粒子方面,异方导电特性主要取决于导电粒子的充填率。虽然异方性导电胶其导电率会随着导电粒子充填率的增加而 提高,但同时也会提升导电粒子互相接触造成短路的机率。 另外,导电粒子的粒径分布和分布均匀性亦会对异方导电特性有所影响。通常,导电粒子必须具有良好的粒径均一性和真圆 度,以确保电极与导电粒子间的接触面积一致,维持相同的导通电阻,并同时避免部分电极未接触到导电粒子,导致开路的情形 发生。常见的粒径范围在 3~5?m 之间,太大的导电粒子会降低每个电极接触的粒子数,同时也容易造成相邻电极导电粒子接触 而短路的情形;太小的导电粒子容易行成粒子聚集的问题,造成粒子分布密度不平均。 在导电粒子的种类方面目前已金属粉末和高分子塑料球表面涂布金属为主。常见使用的金属粉镍(Ni)、金(Au)、镍上镀金、 银及锡合金等。 目前在可*性和细间距化的趋势下,如 COF 和 COG 构装所使用之异方性导电胶,其导电粒子多表面镀镍镀金之高分子塑料 粉末,其特点在于塑料核心具可压缩性,因此可以增加电极与导电粒子间的接触面积,降低导通电阻;同时,塑料核心与树脂基 础原料的热膨胀性较为接近,可以避免热循环和热冲击环境时,在高温或低温环境下,导电粒子因与树脂基础原料的热膨胀性差 异减少与电极间的接触面积,导致导通电阻上升,甚至于开路失效的情形发生。 3 各厂商导电胶膜之差异

3.1 Sony ACF(Single Layer) Casio 发展出称为 Microconnector 的先进 ACF 技术,应用在 COF,COG 接合上。此 ACF 材料主要是在导电粒子制作上有 突破性发展。其导电粒子除了如一般在塑料核心表面镀上金属层之外,又再金属层表面再涂布一层 10nm 厚的绝缘层,而此绝缘 层则是由极细微的树脂粒子所组成。 其发展材料之树脂黏着剂可以为热塑性或热固性材料,然后将导电粒子加入做成膏状物或薄膜状产品。当此材料贴附于软板 基板进行热压制程时,导电粒子与芯片凸块和软板基板电极同时会压破其接触面的绝缘层(即 Z 轴方向),但未接触的 XY 平面方 向之绝缘层则不会被压破,保持其绝缘性。因此 Casio 相信,使用此种涂布绝缘层的导电粒子,可以提高异方性导电胶的粒子密 度,达到细间距和低导通电阻的要求,而同时又不会有短路的情形发生。

3.2 Hitachi ACF(Double Layer) 针对细间距化的要求,日立化成则提出了双层(Double Layer)结构之 ACF,双层结构之上层为未添加导电粒子的树脂层,而 下层则是含有单层导电粒子的排列。与传统单层结构之 ACF 相比,双层结构可以在不增加导电粒子密度的情形下,因下层局部粒 子密度较高,使得电极单位接触面积内之粒子密度较高,同时在接近芯片凸块区域,因局部粒子密度较低而降低了短路的情形发 生。 在树脂黏着剂方面,为了可*性的考量,日立化成在其产品上均选择使用环氧树脂系统已提高材料的黏着强度、玻璃转移温度 及防湿性等特性。

铜箔改聚苯醚玻璃布层压板
1、前言: 随着社会高度信息化的发展,信息处理的高速化及信息处理量的显著增大,在 800MHz 至 GHz 高频领域使用的手机、汽车电 话等移动通讯,为了实现通道数的增加,高性能化、多功能化目标,以及在高频乃至微波领域运行的大型电子计算机、电子交换 机、微波带状天线、卫星通讯设备等,对印制电路饭(PCB)的基板材料提出了更高的要求。 在高频线路中信号传播速度与信号传播速度(v)、 光速(C)、基板的介电常数(ε)、 常数(K1)。 其中信号传播速度高,基板的介电常数 ε 则要降低。 另外,基板在电场的作用下由于发热而消耗能量,会使信号的传播效率下降,其关系与信号传播损失(P)、常数(K2)、频率 (f)、基板的介质损耗角正切( tgδ)。 其中 tgδ 越小,信号传播损失越小,信号失真程度也越小。 因此,作为高频 PCB 基板材料的覆铜板,除了具有一般覆铜板所要求达到的性能(剥离强度,电气性能等)外,还应具有低且 稳定的介电常数及低的介质损耗角正切值。 然而,传统的微波电路基板材料--聚四氟乙烯(PTFE)覆铜板虽然具有低的介电常数及介质损耗角正切,但其成本高,比重大, 刚性差(Tg 约为 19℃)难于孔金属化,在生产线上加工性太差而且工艺复杂,造成高频 PCB 的价格很贵而又可靠性不高。 信息产业的飞速发展,迫切需要一种综合性能良好,又具有优良介电性能的微波电路基板材料来满足市场的需求。国营七 0 四 厂研究所经过科研攻关,研制出综合性能良好的新型微波电路基板材料--覆铜箔改性聚苯醚玻璃布层压板,其不仅改进了 PTFE 玻璃布覆铜板的不足,而且具有与 PTFE 玻璃布覆铜板相当的介电性能。该产品 2000 年 3 月通过信息产业部设计鉴定,性能达 到了国际先进水平,具有国内领先水平,而且在聚苯醚型覆铜板方面填补了国内空白。

2、开发思路: 微波电路基板是由铜箔、树脂及增强材料经热压而制成的覆铜板。要降低基板的 ε 及 tgδ,则必须选用低介电常数 ε 及 tgδ 的 树脂基体及增强材料。

考察常用的几种树脂,其介电常数如下表 1 所示。 表 1 几种树脂的介电常数 树脂 聚四氟乙烯 聚苯醚 氰酸酯 聚丁二烯 环氧树脂 介电常数

2.1

2.45

2.9

3.0

3.9

其中,聚四氟乙烯、聚丁二烯等虽然具有优秀的介电性能,但其加工性能复杂,难于孔金属化,综合性能不好,氰酸酯树脂虽 然具有优秀的介电性能,综合性能也很好,但在我国才处于实验室合成阶段,材料来源有限,且价格昂贵。 聚苯醚(PPO)是一种非结晶性的热塑性树脂,它具有高 Tg、低介电常数、低收缩率、低吸湿性、剥离强度高等优良的性能。 如表 2。是一种理想的高频材料,将其用于高频覆铜箔板的制作,是近几年来各国竞相研究的课题。 玻璃化转变温度[210℃] 介电常数(1MHz)([2.45] 介质损耗正切角(1MHz)[0.0007] 吸水率[0.05%以下 耐溶剂性 耐碱\酸和极性溶剂,在卤系烃类及芳香族溶剂中溶解。 然而,由于 PPO 是一种热塑性的材料,耐溶剂性差,并且不能承受 PCB 工艺要求 260℃以上的焊锡等操作,而且耐应力开裂 性差,无法单独作为 PCB 的绝缘树脂基体。若在 PPO 树脂中引入热固性的树脂,达到两者的均一混溶,就可改善 PPO 的耐溶剂 性及耐热性等性能,使树脂体系具有了热固性树脂的性质。 制作覆铜板的增强材料一般为玻璃纤维,玻璃纤维的成分与介电性能比较。 D 玻璃纤维与 Q 玻璃纤维,具有优秀的介电性能,但存在着两大缺点: (1)机械加工性差,对钻头磨损大。 (2)成本高,相当 E-玻璃布 10 倍以上的价格。 因此,采用 E 玻璃纤维做增强材料,板材的可通过低介电常数的树脂与 E 玻璃布的配比量来降低。 3、覆铜板的制作: 通过大量的实验。确定了以 PPO 树脂、改性树脂、交联剂及其它助剂等组成的树脂体系。 覆铜板的制作为:

(1)树脂的制作 (2)半固化片的制作 (3)根据板厚要求,按不同的配料比例,叠配半固化片,两面覆以铜箔,在压机中压制成型。 4、覆铜板的性能:

由于微波电路基板在国内外还没有一个统一的标准,我们参照国内外有关高频材料及覆铜板的标准及技术要求,制定了企业军 用标准《LGC-046 覆铜箔改性聚苯醚玻璃布层压板规范》,并由信息产业部中国电子技术标准化研究所评审,得到确认。我们 以此《规范》作为控制我们产品的质量标准。结果表明,板材的性能均达到了此规范的要求。其中,产品经信息产业部电子第五 所检验鉴定合格。与美国 GIL 公司的 GML1000 及国产的 PTFE 玻璃布覆铜板比较,LGC-046 在剥离强度、比重、孔金属化、 玻璃化转变温度等方面的性能明显优于 PTFE 玻璃布覆铜板,介电性能与 PTFE 玻璃布覆铜板相当。试验证明,LGC-046 的钻孔 加工性能及其它使用特性均与普通 FR-4 相同。

国外环氧树脂电子封装材料的技术开发方向 国外环氧树脂电子封装材料的技术开发方向
随着半导体技术的飞速发展,对封装材料的要求也越来越高,以前应用的普通环氧树脂已不能完全满足技术要求。目前国外对环 氧树脂的技术改进主要集中在以下两个方面。

1、低粘度化 用环氧树脂封装成型的半导体器件是由不同的线膨胀系数的材料组成的。在封装器件内部,由于成型固化收缩和热收缩而产 生的热应力,是强度下降、老化开裂、封装裂纹、空洞、钝化、离层等各种缺陷的主要原因。而低粘度化的主要目的就是降低封 装树脂的内应力,使其具有高填充性和可靠性,以使封装器件具有高可靠性。 可采用的方法主要有三种:

(1)降低封装材料的玻璃化温度; (2)降低封装材料的模量; (3)降低封装材料的线膨胀系数。 但是当采用上述方法(1)、(2)时,在降低玻璃化温度的同时,也降低了封装材料的耐热性,最后的结果是封装器件的可靠性 也降低了。比较而言,方法(3)是比较理想的,现在已成为降低内应力的主要方法。该方法通常是在环氧树脂中添加大量的二氧 化硅之类的无机填充剂粉末,大幅度降低封装材料的线膨胀系数,达到降低内应力的目的。为了使填充的大量无机填充剂均匀, 要求环氧树脂粘度低或熔融粘度低,只有这样才能使封装材料具有优良的流动性,使封装器件实现小型、薄型化,既具有高性能, 又具有低应力。

2、提高耐热性、降低吸水串 近年来,随着电子领域高密度安装技术的迅速发展,采用薄型化封装的越来越多。但是当这种薄型封装器件安装到印刷线路 板上时,要把封装件整体放到锡浴中浸渍,这种焊接工艺要经受 200℃以上的高温,此外,在航天航空、国防等高科技领域,由 于使用环境的恶劣,要求封装材料必须具备高耐热性。为了提高封装材料的耐热性,一般是要提高封装材料的交联度。另外,在 环氧树脂的结构中导入奈环、恿环等多环基,或者在二聚环戊二烯骨架中导入酚基也可达到提高耐热性的目的。很显然多官能团 型的环氧树脂是有利于提高封装材料的交联度的。 随着封装器件的高性能化,要求环氧树脂不仅要具有高耐热性,还必须具有低 吸水率。如果所用环氧树脂封装材料的耐湿性不好,则封装件金属配线易被腐蚀钝化;另一方面,如果封装件处在高温高湿环境 中,则水分易从封装材料和引出线框界面或孔隙处浸入,使配线结构产生松动等不良缺陷。为了降低封装材料的吸水率,在环氧 树脂结构中尽量减少经基和醚基等极性大的基团浓度,导入极性小的 C-H 键和憎水性较大的含硅和含氟结构。 提高耐热性和降 低吸水率是一对矛盾。因为提高封装材料的耐热性,一般是要提高封装材料的交联度。但是,封装材料的自由体积也增加了,导

致吸水率也提高了。这就需要在二者中找到最佳平衡值,既使封装材料具有高耐热性,又具有低吸水率。经实验证明:最好采用 官能团数多, 分子量大的原料与环氧氯丙烷反应后形成缩水甘油醚, 这类原料包括联苯、 荣和脂肪族多环化合物(如二聚环戊二烯)。 此外,添加填料对防止水分渗透是有利的,但是增加填料含量是有限度的,太多的填料容易引起塑封料熔融粘度上升,影响到塑 封料的成型性能。环氧树脂在电子封装材料中有着极其重要的作用,但是为了适应半导体技术的飞速发展,封装材料技术也在不 断地进步。 目前国外高性能封装材料的需求和开发正向以下两个方面发展:

(1)开发低粘度或熔融粘度低的二官能团型的环氧树脂,通过填充高含量无机填充剂,大幅度降低封装器件的内应力,减少钝 化开裂、配线松动和导线断裂等不良缺陷;

(2)开发多宫能团型的环氧树脂,同时在环氧树脂中导入耐热和耐湿结构的化合物,使封装器件既具有高耐热性,又具有低吸 水率和低的内应力。

环氧线路板清洁化要抓 3 大环节
随着小型化、轻量化、多功能化、环保型成为电子设备的的发展趋势,作为其基础的环氧树脂基印刷电路板也正朝这些方向发展, 专家认为最终实现这一目标要紧紧抓住 3 大环节。 一是环保型材料应用。环保型产品是可持续发展的需要,环保型印制板要求用环保型材料。环氧印刷电路板是环氧树脂在电 子领域的重要应用方向,环氧印制板的主材料是环氧覆铜箔板,按照欧盟 RoHS 法令禁用有毒害的聚溴联苯(PBB)与聚溴联苯醚 (PBDE)规定,这涉及到环氧覆铜箔板取消含溴阻燃剂。目前,国际上先进的国家都已经开始大量采用无卤素环氧覆铜箔板,而 国内环氧无卤素覆铜箔板产品仅在含外资的大型企业开发成功,许多中小覆铜箔板企业仍停留在传统的覆铜箔板生产上,未能适 应环保禁令要求。 环氧印制线路板表面可焊性涂覆材料, 传统应用最多的是锡铅合金焊料, 欧盟 RoHS 法令禁用铅后一般使用锡、 银或镍/金镀层替代,国外的电镀化学品公司已在前几年就研发、推出化学镀镍/浸金、化学镀锡、化学镀银药品,而国内类似新 材料尚未推出。 二是清洁生产。清洁生产是实现环境保护可持续发展的重要手段,达到清洁生产需要辅之清洁生产材料。传统的环氧印制板 生产方法是铜箔蚀刻形成图形的减去法,这要耗用化学腐蚀溶液,还要产生大量废水。国外一直在研制并有应用无铜箔催化型层 压板材料,采用直接化学沉铜形成线路图形的加成法工艺,可省去化学腐蚀并减少废水从而有利于清洁生产,这类用于加成法工 艺的层压板材料研制在国内同样还是空白。更清洁的无需化学药水与水清洗的喷墨印刷导线图形技术是种干法生产工艺,该技术 关键是喷墨印刷机与导电膏材料,现在国外开发成功了纳米级的导电膏材料,使得喷墨印制技术进入实际应用。这是环氧印制板 迈向清洁生产的革命性变化,国内符合环氧印制板跨线与贯通孔使用的微米级导电膏材料还缺少,纳米级导电膏材料更无影了。 在清洁生产中还期待着无氰电镀金工艺材料,不用有害的甲醛作还原剂的化学沉铜工艺材料等,有必要加快研制并应用于印制板 生产。 三是高性能材料。电子设备向数字化发展,对配套的环氧印制板性能也有更高要求。目前已经面临的有低介电常数、低吸湿 性、耐高温、高尺寸稳定性等等要求,达到这些要求的关键是使用高性能的环氧覆铜箔板材料,实现印制板轻薄化、高密度化, 需用薄纤维布、薄铜箔的覆铜箔板材料。IC 封装载板已是环氧印制板的一个分支,现在以 BGA、CSP 为代表的新型 IC 封装中 被大量应用,IC 封装载板使用的是高频性能好、耐热性与尺寸稳定性高的薄型有机基板材料。高性能材料在国外已推出应用,并 在进一步改进提高并有新材料产生,相比之下国内同行在许多高性能材料方面还处于空白。 环氧印制电路板生产用材料种类繁多,可按其应用分为主材料与辅材料两大类。主材料:成为产品一部分的原材料,如覆铜 箔层压板、阻焊剂油墨、标记油墨等,也称物化材料。辅助材料:生产过程中耗用的材料,如光致抗蚀干膜、蚀刻溶液、电镀溶液、

化学清洗剂、钻孔垫板等,也称非物化材料。专家强调,为使中国成为印制电路产业的大国与强国,迫切需要有中国产的印制板 用材料。

ccl
中国环氧树脂行业在线 2006 年 11 月 23 日讯 环氧覆铜板是环氧树脂的重要应用领域,中国环氧树脂正在高速发展,哪么它在 在覆铜板领域面临什么机遇?环氧覆铜板下游产业市场分布又有何新特点?中国环氧树脂行业协会 ([url]www.epoxy-e.cn[/url])专家日前就此进行专门分析,其中重点关注已成为全球覆铜板大厂的建滔,建滔(番禺南沙)石化 有限公司 1988 年成立,1993 年香港交所上市,主营覆铜面板及其上下游产业整合,在番禺建有环氧树脂装置、在江阴新建的 环氧树脂装置也即将投产,1999~2005 连续 6 年被《福布斯》评为全球“最佳小型企业”之一。 覆铜面板用环氧树脂,有常规 FR-4 低溴白胶及黄胶树脂、Lead free 树脂(Tg 150℃及 170℃)、无卤阻燃树脂、高溴树脂、 高高溴树脂(溴含量 55~57%)。 全球覆铜面板用环氧树脂产量 2003 年 21.5 万吨, 2004 年 23.0 万吨、 比上年增长 7%, 2005 年 24.0 万吨、比上年增长 4.3%,2006 年 25.5 万吨、比上年增长 6.3%,2007 年 28.0 万吨、比上年增长 9.8%,2008 年 29.5 万吨、比上年增长 5.4%。2003~2006 年全球覆铜面板用环氧树脂主要制造商为:美国陶氏,台湾南亚塑胶,台湾宏 仁,香港建滔,美国翰森,台湾长春,香港纽宝力,台湾联仲,美国亨氏曼,日本旭化成,日本东都化成,日本国都化学,日本 大日本油墨, 日本日本环氧树脂。 2005 年覆铜面板用环氧树脂全球市场份额评估为: 陶氏化学 6.25 万吨、 26%, 南亚塑胶 6.20 万吨、25.8%,宏仁 2.60 万吨、10.8%,建滔 2.55 万吨、10.6%,翰森 2.40 万吨、10.0%,其他 4.0 万吨、16.7%,合 计 24.0 万吨、100%。 关于覆铜面板,中国环氧树脂行业协会([url]www.epoxy-e.cn[/url])专家介绍说,主要品种有纸基板(FR-1,FR-2,FR-3 等)、复合基板(CEM1,CEM3)、环氧玻纤板(FR-4 等)、其它覆铜面板(高频、金属基等,不包括 FCCL)。全球 2003 年纸基板 9500 万平方米、复合基板 3000 万平方米、环氧玻纤板 18900 万平方米、其它覆铜板 580 万平方米、总计 31980 万平方米。 2004 年纸基板 10000 万平方米、比上年增长 5.3%,复合基板 3100 万平方米、比上年增长 3.3%,环氧玻纤板 20000 万平 方米、 比上年增长 5.8%, 其它覆铜板 690 万平方米、 比上年增长 19%, 总计 33790 万平方米、 比上年增长 5.7%。 全球 2005 年纸基板 10600 万平方米、比上年增长 6.0%,复合基板 3250 万平方米、比上年增长 4.8%,环氧玻纤板 24510 万平方米、 比上年增长 22.6%,其它覆铜板 750 万平方米、比上年增长 8.7%,总计 39110 万平方米、比上年增长 15.7%。 中国环氧树脂行业协会([url]www.epoxy-e.cn[/url])专家介绍说,2006 年预计纸基板 11200 万平方米、比上年增长 5.7%,复合基板 3400 万平方米、比上年增长 4.6%,环氧玻纤板 28040 万平方米、比上年增长 14.4%,其他覆铜板 820 万 平方米、 比上年增长 9.3%, 总计 43460 万平方米、 比上年增长 11.1%。 2007 年纸基板 11700 万平方米、 比上年增长 4.5%, 复合基板 3540 万平方米、比上年增长 4.1%,环氧玻纤板 31635 万平方米、比上年增长 12.8%,其它覆铜板 900 万平方米、 比上年增长 9.8%,总计 47775 万平方米、比上年增长 9.9%。2008 年纸基板 12270 万平方米、比上年增长 4.9%,复合基 板 3740 万平方米、比上年增长 5.6%,环氧玻纤板 35850 万平方米、比上年增长 13.3%,其它覆铜板 970 万平方米、比上 年增长 7.8%,总计 52830 万平方米、比上年增长 10.6%。 据了解,2002~2005 年全球覆铜面板市场份额,建滔有很大上升,达销售额 58.84 亿港元、占 11.5%。其余为:松下电 工销售额 50.0 亿港元、9.8%,南亚塑胶销售额 41.3 亿港元、8.1%,斗山销售额 32.0 亿港元、6.3%,Isola 销售额 31.0 亿港元、 6.1%, 日立化学销售额 28.0 亿港元、 5.5%, 生益销售额 21.85 亿港元、 4.3%, 三菱瓦斯销售额 19.7 亿港元、 3.9%, 联茂销售额 17.5 亿港元、3.4%,住友贝克销售额 16.8 亿港元、3.3%,Polyclad 销售额 15.5 亿港元、3.0%,帕克电子化 学销售额 15.2 亿港元、3.0%,台耀销售额 14.4 亿港元、2.8%,宏仁销售额 13.0 亿港元、2.5%,长春销售额 11.25 亿港 元、2.2%,台光销售额 10.69 亿港元、2.1%,其他销售额 114.57 亿港元、24.5%,总计销售额 511.60 亿港元、100.0%。 2005 年纸基板销售份额中建滔也占主导。中国环氧树脂行业协会([url]www.epoxy-e.cn[/url])专家表示,其中建滔销售 额 21.73 亿港元、30.8%,斗山销售额 9.3 亿港元、13.2%,长春销售额 8.44 亿港元、12.0%,住友贝克销售额 5.32 亿港

元、7.5%,招远金宝销售额 5.1 亿港元、7.2%,松下电工销售额 5.07 亿港元、7.2%,长兴销售额 3.5 亿港元、5.0%,利 昌销售额 3.35 亿港元、4.8%,常州五金销售额 2.5 亿港元、3.5%,日立化学销售额 2.25 亿港元、3.2%,陕西华电销售额 1.0 亿港元、1.4%,其他销售额 2.93 亿港元、4.2%,总计销售额 70.49 亿港元、100.0%。

2005 年复合基板销售份额,建滔也在前列。依次为:住友贝克销售额 6.37 亿港元、18.7%,斗山销售额 5.45 亿港元、 16.0%,松下电工销售额 3.68 亿港元、10.8%,建滔销售额 3.40 亿港元、10.0%,长春销售额 2.81 亿港元、8.2%,生益 销售额 2.60 亿港元、7.6%,南亚塑胶销售额 2.45 亿港元、7.2%,新神户销售额 1.65 亿港元、4.8%,Global Tech.Gro. 销售额 1.25 亿港元、3.7%,Nikkan 销售额 1.10 亿港元、3.2%,Isola 销售额 0.97 亿港元、2.8%,陕西华电销售额 0.70 亿港元、2.1%,日立化学销售额 0.70 亿港元、2.1%,其他销售额 1.0 亿港元、2.9%,总计销售额 34.13 亿港元、100.0%。 关于 2005 年环氧玻纤板销售份额评估,建滔进入三甲。各公司排名分别是:松下电工销售额 40.0 亿港元、11.0%,南亚 塑胶销售额 37.8 亿港元、10.4%,建滔销售额 33.71 亿港元、9.3%,Isola 销售额 26.94 亿港元、7.4%,日立化学销售额 21.35 亿港元、5.9%,生益销售额 19.25 亿港元、5.3%,联茂销售额 17.50 亿港元、4.8%,斗山销售额 17.25 亿港元、 4.7%,Polyclad 销售额 14.5 亿港元、4.0%,台耀销售额 14.40 亿港元、4.0%,其他销售额 12.13 亿港元、33.3%,总计 销售额 364 亿港元、100.0 %。 2003~2005 年全球覆铜面板 5 强销售额数据可以发现,建滔是成长最快的,2005 年成为了老大。据中国环氧树脂行业协 会([url]www.epoxy-e.cn[/url])专家介绍,各家公司的销售额及排名情况为:松下电工 2003 年销售额 47.60 亿港元、年度 排名第 1 名,2004 年销售额 49.70 亿港元、年度排名第 1 名,2005 年销售额 50.00 亿港元、年度排名第 2 名。Isola2003 年销售额 32.42 亿港元、年度排名第 2 名,2004 年销售额 45.26 亿港元、年度排名第 3 名,2005 年销售额 31.00 亿港元、 年度排名第 5 名。南亚塑胶 2003 年销售额 31.50 亿港元、年度排名第 3 名,2004 年销售额 45.31 亿港元、年度排名第 2 名, 2005 年销售额 41.30 亿港元、 年度排名第 3 名。 斗山 2003 年销售额 29.92 亿港元、 年度排名第 4 名, 2004 年销售额 38.40 亿港元、年度排名第 4 名,2005 年销售额 32.00 亿港元、年度排名第 4 名。建滔 2003 年销售额 27.50 亿港元、年度排名第 5 名,2004 年销售额 41.81 亿港元、年度排名第 4 名,2005 年销售额 58.84 亿港元、年度排名第 1 名。其他制造商 2003 年销售额 203.72 亿港元,2004 年销售额 195.15 亿港元,2005 年销售额 298.46 亿港元。总计 2003 年销售额 371.66 亿 港元,2004 年销售额 415.63 亿港元,2005 年销售额 511.60 亿港元。 环氧树脂印刷线路板方面,从单面板、双面板、多层板、HDI、FPC、IC 载板 2005~2008 年产量评估分析,增长依然较快。 据中国环氧树脂行业协会([url]www.epoxy-e.cn[/url])专家介绍,2005 年单面板产量 7330 万平方米、双面板产量 4550 万 平方米、多层板产量 9500 万平方米、HDI 产量 950 万平方米、FPC 产量 3340 万平方米、IC 载板产量 580 万平方米、总计 产量 26250 万平方米。 2006 年预计单面板产量 7730 万平方米、 而 双面板产量 4790 万平方米、 多层板产量 10900 万平方米、 HDI 产量 1050 万平方米、 FPC 产量 3760 万平方米、 载板产量 670 万平方米、 IC 总计产量 28900 万平方米, 比上年增长 10.1%。 按照目前趋势,预计 2007 年单面板产量 8050 万平方米、双面板产量 4980 万平方米、多层板产量 12300 万平方米、HDI 产量 1170 万平方米、FPC 产量 4310 万平方米、IC 载板产量 780 万平方米、总计产量 31590 万平方米,比上年增长 9.3%。 中国环氧树脂行业协会([url]www.epoxy-e.cn[/url])专家预计 2008 年单面板产量 8400 万平方米、 双面板产量 5230 万平方 米、多层板产量 13700 万平方米、HDI 产量 1340 万平方米、FPC 产量 4940 万平方米、IC 载板产量 920 万平方米、总计产 量 34530 万平方米,比上年增长 9.3%。 全球 2005 年环氧线路板 10 强销售额为:日本 Ibiden 销售额 82.6 亿港元,日本 CMK 销售额 81.2 亿港元,韩国三星销售 额 77.6 亿港元,台湾欣兴销售额 65.32 亿港元,台湾南亚销售额 58.06 亿港元,香港建滔销售额 49.94 亿港元,日本新光销 售额 47.88 亿港元,台湾华通销售额 45.4 亿港元,美国惠亚销售额 40.7 亿港元,美国 Multek 销售额 38.75 亿港元,美国 Sanmina-SCI 销售额 38.75 亿港元。预计至少到 2008 年,覆铜面板用环氧树脂将保持 6~8%的年均增长率,而覆铜面板及

印刷线路板将保持约 10%的年均增长率。全球主要制造商纷纷在中国大陆设厂,所产生的产业群聚效应为我国制造商带来发展 良机。

日本住友电木推出新型玻璃无纺环氧树脂叠层底板
5 月 31 日~6 月 2 日,在日本东京有明国际会展中心举办的国际电子电路产业展(“JPCAShow2006”)上,住友电木(Sumito 鄄 moBakelite)公司展示了可作为多层底板芯材使用的玻璃无纺布环氧树脂叠层底板“CEM-four”。目前常用的玻璃无纺布环 氧树脂叠层底板 “CEM-3”由于热膨胀系数高、尺寸稳定性差,因此无法像以玻璃纺织布作为底材的玻璃底材环氧树脂叠层底板 “FR-4”一样,为多层印刷底板使用。 此次展出的产品在环氧树脂中加入了添加剂,通过增加分子的交联结构,使其热膨胀系数达到了与“RF-4”相同的程度,回流 时的耐热性、温湿度循环试验时的绝缘性等可靠性也与“FR-4”一样。由于与“FR-4”具有兼容性,而且又是“CEM-3”的后续材料, 因此将其命名为“CEM-four”。“CEM -four”绝缘层厚度最薄为 0.2mm,主要面向汽车仪表底板、ECU 底板和液晶电视等电源 底板,计划 2007 年春季投产。 “CEM-four”优点之一是价格比“FR-4”便宜。住友电木公司预计,“CEM-four”将比“CEM-3”贵 10%~20%左右,比“FR- 4” 便宜 20%~30%左右。另外,跟“CEM-3”一样,与玻璃纺织布相比,玻璃无纺布的底板内部更为均匀,因此“CEM-four”的另一 个特点是便于切孔加工。比如,以 1.75mm 间隔进行切孔时,“FR-4”需要进行钻孔加工,而“CEM-four”有时可使用模具进行 冲孔加工,因此能够降低印刷底板的制造成本。再如液晶电视的电源底板,由于 CRT 电视的电源底板过去使用的双层底板无法 满足需要,因此很多情况下需要采用将“FR-4”作为芯材使用的多层底板。如果使用“CEM-four”,将可降低底板的生产成本。 不过,目前“CEM-four”仍存在产生翘曲和扭曲的问题,其原因在于很难使作为底材的玻璃无纺布纤维含浸树脂,致使底材内 部含浸树脂不均匀。为此,住友电木公司正在考虑使用与玻璃纤维附着性较好的树脂,或者在制造方法上进行改进等对策。

环保型 CEM-3 覆铜板的研制
1 前言 环保型覆铜板也称绿色型覆铜板,它在加工、应用、火灾、废弃处理(包括回收、掩埋、焚烧)过程中,不会产生对人体和环 境有害的物质,具体地说,是指不含卤、锑等元素的阻燃型覆铜板,这种覆铜板在燃烧时具有发烟量少、难闻气味小的特点。

然而,目前大量使用的阻燃型覆铜板,其阻燃性都是通过采用溴类阻燃剂、锑类阻燃剂等达到的,这种以卤化物、锑化物阻燃的 覆铜板在着火燃烧时,不仅发烟量大、气味难闻,还会放出毒性大、腐蚀性强的卤化氢气体,污染了环境,也危害了人民健康; 特别是 1982 年以来,瑞士、德国、荷兰、日本等国的有关组织,相继在含溴化合物的燃烧产物中捡查出二恶英、二苯并呋喃等 致癌物,以及七、八十年代德国和意大利有关阻燃界专家也认为三氧化二锑粉尘吸入肺部可能致癌,等等,导致在覆铜板中禁止 使用卤素、锑元素的呼声日起,开发不含卤素、锑元素的环保型阻燃覆铜板已成为覆铜板工业的重要研究课题和发展趋势。

九十年代以来, 国外覆铜板生产厂家一直致力于各种环保型覆铜板的开发, 包括环保型 FR—1、 环保型 CEM—3、 环保型 FR—4、 环保型多层板,无卤 RCC 等;而在国内对环保型覆铜板的研究远落后于国外,基本上还处于空白。我公司于 1998 年开始着手 研究开发环保型覆铜板,并已于近期在环保型 CEM—3 覆铜板的开发取得了成功。

2 开发思路

目前绝大多数阻燃剂是元素周期表中以 Mg(Ⅱ族),B、Al(Ⅲ族),N、P 和 Sb(V 族),以及 Cl、Br(Ⅶ族)八种元素为基础的化合 物;其它元素的化合物,如 Ba、Zn、Zr、Sn、Mo、Ti、S 等的化合物,虽对某些聚合物具有阻燃作用,但与前面八种元素的 化合物相比,效果差得多,在工业上的应用量也很小。由此观之,环保型覆铜板不能采用 Cl、Br 等卤素和 Sb 的化合物阻燃,其 阻燃性应从采用 Mg、B、Al、N、P 等元素的化合物入手。

由于环氧树脂是易燃物质,开发环保型 CEM—3,要使板材达到 UL94 V—0 级,既可以考虑单独采用添加型阻燃剂,如氢氧化 铝、氢氧化镁、硼酸锌、以及含氮或含磷的添加型阻燃剂等;也可以象溴化环氧树脂那样,预先将 N、P 元素引入环氧树脂或固 化剂分子结构骨架中,制成改性阻燃树脂。

采用第一条路线,阻燃剂添加量必须足够大,才能使板材的阻燃性达到 V—0 级,但是添加量太大会导致板材的机械性能、耐热 性、电性能等性能下降。

采用第二条路线还需解决板材 Tg 较低、耐热性较差、成本较高等问题,目前这类磷或氮改性环氧树脂还在完善开发中。

在此,我们以含氮酚醛作为环氧树脂的固化剂,通过反应将氮元素引入环氧树脂固化物分子结构骨架中,并添加适量的阻燃助剂, 制得阻燃性达到 UL94 V—0 级,综合性能优良的环保型 CEM-3 覆铜板。

3 实验部分

3.1 主要原材料 环氧树脂、含氮酚醛、阻燃助剂、溶剂、填料、电子级玻纤布、电子级玻纤纸、电解铜箔。 3.2 板材的制备 与普通 CEM—3 的制备工艺基本相同。首先将环氧树脂、含氮酚醛、溶剂、填料等按一定配比混合制成面料用胶液和芯料用 胶液;再分别用玻纤布、玻纤纸含浸上述胶液,在 155℃的烘箱中烘干、半固化,制成面料和芯料,按铜箔、面料、芯料、面料、 铜箔的顺序配好料,配料结构如图 1 所示,然后放入热压机中,在 175℃下热压 90 分钟,制得环保型 CEM—3 覆铜板。

图 1 环保型 CEM-3 的结构示意图

铜箔 面料(玻纤布、环氧树脂) 芯料(玻纤纸、环氧树脂) 固化剂、填料 面料(玻纤布、环氧树脂)

3.3 性能测试 板材性能按照 IPC—4101 标准和 IPC—TM—650 标准方法测试;阻燃性按 UL94 垂直燃烧法测试;相比漏电起痕指数按 IEC—112 方法测试。

4 结果与讨论

4.1 体系含氮量对板材阻燃性的影响 含氮化合物的阻燃作用主要发生在气相,它在遇热时生成 NH3、N2 等非燃性气体,冲淡聚合物分解的可燃气体,并使板材 与空气隔绝,从而产生阻燃效果,因此,板材的含氮量越高,则阻燃性越好。在环氧树脂两种常用固化剂双氰胺、线性酚醛中, 双氰胺的含氮量虽然高达 66.7%,但是用量受到限制,对树脂固化体系的氮含量贡献有限,见表 1。如果在合成酚醛树脂时引 入含氮基团,可制得含氮量较高的含氮酚醛,用它作为环氧树脂的固化剂,不仅发挥酚醛树脂氧指数较高的优点,也可以有效地 提高环氧树脂固化体系的氮含量,见表 2,我们采用的含氮酚醛,其含氮量在 20%以上。

表 1 环氧树脂与双氰胺的当量比与固化体系含氮量的关系

当量比 1:1 1:0.9 1:0.8 含 N 量(%) 2.6 2.3 2.1

表 2 环氧树脂与含氮酚醛的当量比与固化体系含氮量的关系

当量比 1:1.2 1:1 1:0.8 1:0.6 1:0.4 1:0.2 含 N 量(%) 9.7 8.8 7.7 6.4 4.8 2.7

4.2 含氮量对板材 Tg 的影响 在实验中发现,以含氮酚醛作为环氧树脂固化剂,随着固化体系中氮含量的增加,板材的 Tg 呈下降趋势,如图 2,这可能是 氮含量太高,会降低环氧树脂固化物的交联密度。板材 Tg 低,将会影响到板材的耐热性及加工性。从平衡板材阻燃性及 Tg 的角 度考虑,含氮酚醛与环氧树脂的当量比选择在 0.4~0.7:1.0 的范围内较合适。

4.3 阻燃助剂的选择及其对板材阻燃性的影响 从上分祈可知,考虑到板材 Tg 受含氮量的影响,含氮酚醛用量不宜太多,并且,单采用含氮酚醛,不足以使板材的阻燃性达 到 V—0 级,因此我们添加了适量不含卤、锑元素的阻燃助剂。为了发挥较好的阻燃效果和不降低板材的耐热性,我们选择的阻 燃助剂,其分解温度略低于环氧树脂固化物的分解温度,它的阻燃机理主要是在固相形成绝热隔氧层,阻燃助剂用量与板材的阻 燃性关系见表 3,表中阻燃助剂用量是指阻燃助剂与树脂固体份的重量百分比。

表 3 阻燃助剂用量对板材阻燃性的影响

阻燃助剂用量(%) 0 5 10 15 20 单个燃烧时间(max,秒) 23 12 7 2 1 平均燃烧时间(秒) 12 5 3 1 1

4.4 环保型 CEM—3 的性能 环保型 CEM-3(我司产品编号 S2130G)的性能如表 4 所列,由表 4 数据可以看出,S2130G 的性能符合 IPC—4101 标准 要求; 并且在对板材进行阻燃性测试时, 发观 S2130G 具有发烟量少、 气味小、 自熄快的特点; 板材的相比漏电起痕指数 CTI≥600, 达到 UL 标准的 0 级最高水平,因此,S2130G 环保型 CEM—3 覆铜板具有优秀的电子电器火灾安全性。

5 结论

5.1 研究结果表明,用含氮酚醛及合适的阻燃助剂可以制各出不含卤、锑元素的 CEM—3 覆铜板,该环保型 CEM—3 覆铜板 具有如下特点;(1)不含卤、锑等元素:(2)具有优良的综合性能,产品达到 IPC—4101 标准;(3)机械加工性优秀;(4)耐漏电 起痕性优秀,CTI≥600;(5)板材在着火燃烧时发烟少、气味小、自熄快,不产生剧毒气体。 5.2 环保型 CEM—3 覆铜板的开发成功,有助于环境保护及产品市场竞争力的提高,具有很好的发展前景。

表 4 环保型 CEM-3 覆铜板(S2130G)的技术性能

试验项目 处理、试验条件 单位 IPC-4101 标准指标 实测值 基材厚度≥0.5mm 1.6mm 体积电阻率 C-96/35/90 E-24/125 M??cm ≥106 ≥103 1.25×108 3.32×107 表面电阻率 C-96/35/90 E-24/125 M? ≥104 ≥103 1.38×105 5.09×108 击穿电压(平行板面) D-48/50-D-0.5/23 介电常数(1MHz) C-40/23/50 - ≤5.4 4.8 介质损耗角正切(1MHz) C-40/23/50 - ≤0.035 0.016 耐电弧 D-48/50-D-0.5/23 S ≥60 180 剥离强度(铜箔 35?m) 260℃、10s 105℃ 暴露于工艺溶液后 N/mm ≥1.0 ≥0.9 ≥0.9 1.29 1.14 1.28 弯曲强度 纵向 横向 A MPa ≥227 ≥186 331 280 燃烧性 A S 平均燃烧时间≤5 单个燃烧时间≤10 0.8 1.0 E-24/125+des 1.0 1.3 吸水率 E-1/105-des+D-24/23 % ≤0.5 0.12 热应力 260℃、20s - 不分层、不起泡 合格 玻璃化转变温度 DSC 0C 按需要 148.42 相比漏电起痕指数 按 IEC-112 方法 V - 600 KV ≥40 45+KVNB

环氧树脂的增韧改性研究
环氧树脂是由具有环氧基的化合物与多元羟基化合物(双酚 A、多元醇、多元酸、多元胺) 进行缩聚反应而制得的产品。环氧树脂 具有高强度和优良的粘接性能,可用作涂料、电绝缘材料、增强材料和胶粘剂等。但因其固化物质脆,耐开裂性能、抗冲击性能较 低,而且耐热性差,使其应用受到了一定的限制。为此国内外学者对环氧树脂进行了大量的改性研究工作,以改善环氧树脂的韧性。

目前环氧树脂的增韧研究已取得了显著的成果,其增韧途径主要有三种: ①在环氧基体中加入橡胶弹性体、 热塑性树脂或液晶聚合 物等分散相来增韧。②用热固性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中形成互穿、半互穿网络结构来增韧。③用含有“柔性链段”的固化 剂固化环氧,在交联网络中引入柔性链段,提高网链分子的柔顺性,达到增韧的目的。 1 橡胶弹性体增韧环氧树脂 橡胶弹性体通过其活性端基(如羧基、羟基、氨基) 与环氧树脂中的活性基团(如环氧基、羟基等)反应形成嵌段;正确控制反应性 橡胶在环氧树脂体系中的相分离过程是增韧成功的关键。自 Mc Garry 发现端羧基丁腈橡胶(CTBN) 能使环氧树脂显著提高断裂 韧性后的几十年间,人们在这一领域进行了大量的研究。据文献报道,已经研究过的或应用的对环氧树脂增韧改性的橡胶有端羧基 聚醚、聚氨酯液体橡胶、聚硫橡胶、含氟弹性体、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸丁酯橡胶等。通过调节橡胶和环氧树脂的溶解度 参数,控制凝胶化过程中相分离形成的海岛结构,以分散相存在的橡胶粒子中止裂纹、分枝裂纹、诱导剪切变形,从而提高环氧树脂 的断裂韧性。 目前用液体橡胶增韧环氧树脂的研究有两种趋势。 一种是继续采用 CTBN 增韧环氧树脂体系,重点放在增韧机理的深入探讨;另一 种是采用其它的合适的液体橡胶,如硅橡胶、聚丁二烯橡胶等。D1 Verchere[1 ] 等研究端环氧基丁腈橡胶(ETBN) 对双酚 A 型 环氧树脂的增韧效果, 当 ETBN 含量为 20wt %时, 树脂的断裂韧性 GIC 由 01163kJ / m2 提高到 01588kJ / m2 ,比增韧 前提高了 3 倍多。韩孝族[2 ]等用端羟基丁腈橡胶(HTBN) 增韧环氧/ 六氢邻苯二甲酸酐体系, 当 HTBN 含量达 20phr 时,增 韧树脂的冲击强度达 900kJ / cm2 ,较改性前(340kJ / cm2) 提高了 2 倍多。孙军[3 ]等利用高 分子设计方法及控制反应工艺,制备出具有氨基封端的硅橡胶改性体,分析其红外光谱,证实其产物具有预想结构,即改性后的硅橡 胶为氨基封端。 用改性硅橡胶对环氧树脂进行增韧改性,通过对增韧体的冲击强度测试结果表明,在改性硅橡胶加入量为 0~15 份 的范围内,增韧体的冲击强度有了大幅度提高,加入量超过 15 份以后,增韧体的冲击强度增势缓慢,实验证明改性硅橡胶对环氧树 脂具有良好的增韧效果。此外,还有活性端基液体橡胶增韧环氧树脂、聚硫橡胶改性环氧树脂等方面的研究也有很大进展。如王德 武[4 ]等人研制的聚硫橡胶改性环氧防水防腐防霉涂料,是由聚硫橡胶改性环氧溶液为成膜物质,加入金属氧化物填料,添加有机胺 固化剂所组成的双组分涂料。该涂料对金属、非金属的附着力强(对钢铁附着力为 3~4MPa ,对混凝土附着力为 4~5MPa) 、涂 膜坚硬、光滑、丰满,不吸附污浊和藻类,具有韧性好、高弹性、耐候、耐霉菌、耐磨、耐酸碱和耐多种溶剂等特点。 近年来,核 2 壳乳液胶粒增容技术的应用使橡胶弹性体改性环氧树脂又有了新进展。 核壳粒子大小及其环氧树脂的界面性能可以用 乳液聚合技术来设计和改变。Lin K F[5 ]等研究了以丙烯酸丁酯为核、甲基丙烯酸甲酯和缩水甘油醚基丙烯酸甲酯共聚物为壳的 核壳粒子增韧双酚 A 型环氧树脂体系,并探讨了增韧机理。 Ashida Tadashi[6 ]等研究了在环氧树脂中分别加入聚丙烯酸丁酯橡胶粒子和 PBA/ PMMA (聚丙烯酸丁酯/ 聚甲基丙烯酸甲酯) 核壳胶粒,以双氰胺为固化剂所得固化物的结构形态和性能。结果表明,用丙烯酸橡胶粒子可提高环氧树脂的断裂韧性,但远远低于 核壳粒子(PBA/ PMMA) 的增韧效果;在环氧树脂固化过程中,由于 PMMA 与环氧树脂的相容性好,环氧树脂渗入壳的表层与胶粒 发生键合,围绕核壳粒子的环氧基体由于塑性变形,能量吸收水平增加,断裂韧性大幅度提高。 范宏[7 ]等合成了一系列的 PBA/ PMMA 核壳型复合弹性粒子,并用于增韧双酚 A 环氧树脂 DEG2MA/ DDM 体系。研究表明, 适宜的 PBA/ PMMA 核壳比是核壳型复合弹性粒子增韧环氧树脂的先决条件;添加合适核壳比的复合粒子能提高改性体系的 冲击强度、剪切强度、降低固化体系的内应力。随着核壳粒子橡胶相尺寸的减小,改性体系的冲击强度逐渐增加,内应力降低,但对 体系的剪切强度影响并不显著。在外力作用下观察到核壳粒子空穴化引起剪切屈服增韧。 2 树脂合金化改性环氧树脂 橡胶弹性体的加入使环氧树脂的韧性大幅度提高,是以牺牲耐热性和刚性为代价的,而且对高交联密度的环氧树脂,橡胶弹性体的 增韧作用非常小;而用热塑性树脂与环氧树脂形成高分子合金来增韧改型的研究工作,弥补了橡胶弹性体改性环氧树脂的不足。常 用于增韧环氧树脂的热塑性树脂有聚砜、聚酰亚胺、聚苯醚、液晶高分子等品种。刘竞超[8 ]等研究了用原位聚合法制备刚性聚 氨酯大分子来改性环氧树脂。 当固化体系中刚性聚氨酯含量不大时,刚性分子能以分子水平均匀分散于环氧基体中形成分子复合材 料,整个体系类似于半 2 互穿网络,这些刚性分子能对基体起到增强作用,提高基体拉伸强度,同时又能阻止裂纹而增大基体的韧性。 王惠明[9 ]等用聚醚砜( PES) 增韧 DDS 固化的环氧树脂。在 100 份环氧中加入 1215 份的 PES ,体系的冲击强度提高了近 3134 倍, GIC 提高了 112 倍。 J ames L1 Hedrick[10 ]等用端羟基封端的芳醚酚(PSF) 为增韧剂改性环氧 Epon828 。考察了 PSF 分子量和含量对环氧的 增韧作用。研究表明, PSF 分子量的适当提高和含量的增加都有助于环氧树脂韧性的提高,含 15wt %分子量为 8200g/ mol 的 PSF 可使环氧树脂 KIC 的高达 113 ×106N/ m3/ 2 ,较增韧前的 KIC (016 ×106N/ m3/ 2) 提高了近 2 倍。

采用聚醚酰亚胺提高双酚 A 二氰酸酯/ 酚醛环氧树脂共混物的断裂韧性。实验结果表明,聚醚酰亚胺是氰酸酯/ 酚醛环氧树脂共 混物的有效增韧剂,加入 15 %的聚醚酰亚胺可使断裂韧性提高到 1145MPa ,弯曲强度也有所提高。用扫描电子显微 镜和动态粘弹谱研究改性共混物的微观结构发现有双连续结构,共混物的韧性和耐溶剂性主要与相行为有关,固化工艺对含 10 % 聚醚酰亚胺的共混物的断裂韧性和形态没有明显的作用。 Douglas J1 Hourston[11 ]等考察了不同含量的聚酰亚胺醚(PEI) 对 TGDDM/ DDS 体系的增韧效果。 PEI 含量为 15wt %时,树脂的 GIC 高达 0154kJ / m2 比增韧前提高了约 2 倍。研究 PEI 含量对环氧和 PEI 两相形态的影响 时发现, 当 PEI 含量小于 15wt %时, PEI 以颗粒形式分散到环氧连续相中;PEI 含量高于 15wt %后,体系发生相转变,部分 PEI 形成连续相,随 PEI 含量的继续升高,PEI 变为连续相(30wt %) ,环氧变为颗粒状分散相,树脂的韧性显著提高。 将胺化聚碳酸酯(a2PC) 和环氧树脂( EP) 以一定比例混合,加热到 120~160 ℃后加入熔化的二氨基二苯基甲烷,制备固化的 胺化聚碳酸酯增韧环氧树脂。结果表明,EP 与 a2PC 形成了网络结构,且当 a2PC 质量分数为 10 %时,试样断裂韧性最大。 3 311 环氧树脂增韧改性新技术 热致液晶聚合物(TLCP) 增韧环氧树脂的研究 TLCP 比其它聚合物具有更高的物理力学性能和耐热性,它在加工过程中受

到剪切作用,形成纤维结构,具有高度自增强作用。 TLCP 改性环氧树脂固化后体系为两相结构, TLCP 以原纤的形式存在于体系中, 可阻止裂缝,提高基体韧性,而材料的耐热性和刚度不降低或有所提高。韦春[12 ]等合成了一种端基含有活性基团的热致性液晶聚 合物(LCPU) ,用其改性环氧树脂 CYD2128/ 4 ,4′2 二氨基二苯砜(DDS) 固化体系,对改性体 系的冲击性能、拉伸性能、弹性模量、断裂伸长率、玻璃化转变温度 Tg 与 LCPU 含量的关系进行了探讨,将不同种类液晶化合 物对 CYD2128/ DDS 体系改性效果进行了比较,用扫描电镜(SEM) 对材料断面的形态结构进行了研究。结果表明,LCPU 的加 入可以使固化体系的冲击强度提高 2~315 倍,拉伸强度提高 116~118 倍,弹性模量提高 111~115 倍,断裂伸长率提高 2~ 216 倍, Tg 提高 36~60 ℃,改性后材料断裂面的形态逐渐呈现韧性断裂特征。张宏元[13 ]等设计并合成了一种侧链型液晶聚 合物(SLCP) ,用 T31 作固化剂时 SLCP 对环氧树脂有较好的增韧效果。 在强度和玻璃化温度不降低的情况下,断裂伸长率比未改 性固化物最大提高 216 倍,但用三乙醇胺作固化剂时 SLCP 对环氧树脂改性效果不明显。常鹏善[14 ]等用含有芳酯介晶单元的 液晶环氧 4 、42 二缩水甘油醚基二苯基酰氧( PHBHQ) 增韧 E251 环氧,选择熔点与 PHBHQ 介晶相温度相一致、反应活性较 低的混合芳香胺为固化剂,当 PHBHQ 用量达 50wt %时,固化树脂的冲击强度达 4012kJ /m2 ,与不加 PHBHQ 时的冲击强度 2310 kJ / m2 相比较,提高了近 2 倍。此外玻璃化温度也有一定提高。 312 柔性链段固化剂增韧环氧树脂的研究 含有柔性链段的大分子固化剂增韧环氧树脂,其柔性链段能键合到致密的环氧树脂交联网络中,并在固化过程中产生了微观相分离, 形成了致密、疏松相间的两相网络结构,在提高环氧树脂韧性的同时,又简化了成型工艺。据报道利用具有柔性链的双羟基化合物 中所含的羟基与环氧树脂的环氧基进行反应,将柔性链段引入到环氧主链中,制得低粘度的环氧树脂,再用丙烯酸酯化,可得到紫外 光固化的低粘度的环氧丙烯酸酯涂料。 含聚乙二醇( PEG) 柔性间隔基的扩链脲可用来增韧改性环氧 E251/ 二苄胺(DBA) 体系。 当脲分子中 PEG 分子量为 600g/mol 时,环氧 E251/ 扩链脲/ DBA 体系固化物抗冲击 强度最高可达 5518 kJ / m2 ,约为环氧 E251 / DBA 固化体系的 5 倍。 国外有人合成了一系列用于增韧环氧树脂的端氨基芳醚酮固化剂,如端氨基聚双酚 A 醚二苯酮(BPAPK) ,端氨基聚 3 异丁基对苯 二酚醚二苯酮(tBPK) 等。该固化剂固化的环氧树脂由于醚网络的存在,提高了交联点间链段的柔软性和扭转特性, 从而使固化物呈现高韧性。用分子量为 7000g/ mol 的 BPAPK 增韧改性环氧 Epon828/ DDS 体系, 当 BPAPK 的含量为 40wt %时, 材料的断裂能达 2300J / m2 ,与增韧前的 300J / m2 相比,断裂能提高了 6 倍多。 313 互穿网络( IPN) 结构的环氧树脂体系 互穿聚合物网络( IPN) 是制备特殊性能的高分子合金的有效方法。IPN 是组成和构型不同的均聚物或共聚物的物理混合物,是特 殊的多相体系。其特点是一种材料无规则地贯穿到另一种材料中,使得 IPN 体系中两组分之间产生了协同效应,起着“强迫包容”作 用,从而产生出比一般共混物更加优异的性能。据报道,对不同聚合物配比、不同聚合物组成对 IPN 性能的影响进行考察可发现, 在所选用的不同种类环氧树脂中,尤以双酚 A 型环氧树脂形成的 EP/ PU IPN 性能最佳, EP/ PU = 90/ 10 时,网络互穿程度高, 两相界面不明显;催化剂的作用尤为重要,其用量的确定应保证 EP 与 PU 两个网络同步 形成;通过调节交联剂 TMP 与扩链剂的比例,可达到 EP/ PU IPN 最佳相容性。Ying Li[15 ] 等采用动态力学分析方法研究了 EP/ PU 半互穿聚合物网络的性能。结果表明,双酚 A 型环氧树脂主链上的羟基通过末端为异氰酸酯的聚醚聚氨酯低聚物接枝改 型,用双氰胺固化,可保持高的剪切强度和剥离强度。在 E220/ 双氰胺/ 脲衍生物体系中,假如上述聚氨酯低聚物后,剪切强度由

22MPa 增至 26 ~27MPa ,剥离强度由 36N/ 25mm 提高到 175N/ 25mm ,冲击强度高达 140N/ cm。对 EP/ PU IPN 的 微观结构的研究结果表明,EP/ PU IPN 具有细胞状结构,胞壁为 EP ,存在 EP 与 PU 互穿,胞体为 PU ,其内部存在更为精细的细胞 结构。当 EP/ PU 质量比为 70/ 30 时,二者互穿充分,可有效提高环氧树脂的韧性。研究互穿顺序对 EP/ PU IPN 微观结构和性 能的影响的结果表明,同步互穿的 IPN 比顺序互穿的强迫互容作用大,因而在相界面处网络互穿缠接的程度大,互容性高,相畴尺寸 小,力学性能的正协同效应突出。 4 展 望 环氧树脂的增韧改性一直是高分子材料专家十分关注的研究课题。目前,环氧树脂的增韧技术日益成熟,已进入实用阶段。加入弹 性体,特别是具有活性端基的橡胶类弹性体仍然是环氧树脂的主要增韧方法。多官能环氧树脂(强度大、模量高、耐热性好) 用橡 胶增韧效果不明显,耐热性却下降较多时,热塑性塑料、热致性液晶聚合物将是优良的增韧剂,IPN 结构也将成为今后的发展方向。 不断探索更加合理的增韧机理,并以此为指导开发新的增韧品种,将会使环氧树脂得到更好、更广泛的应用。

FR-4 基材板缺點分析及對策
(1) DRY(Dried Laminate)基板乾涸— 原因分析::DRY 是一個非常令人頭痛的問題,有程度的分別,情節嚴重者爲全面性乾涸,輕微者發生于邊角, 發生原因可能是玻璃布的耦合劑(Coupling Agent)與樹脂的相容性不佳遵致滋潤(Wet Out,沾膠性)不良. 此外,亦可能是膠片過度硬化(Overcure)以致壓合時樹脂流動性不好,如果發現膠片的膠流量(Resin Flow R/F)有偏低的情況,便可能是基板乾涸的前兆,DRY 的基板在焊性(Solderability)測試時易産生分層 (Delamination). 對 策::如果是玻璃布表面光潔度(Finish)的問題,必須請供應商改善,如果是膠流量偏低,可降低凡立水 (Varnish)之膠化時間(S/G),或提高膠片的膠化時間(P/G)及膠含量(R/C)等方面著手.假如 DRY 不甚嚴重, 亦可籍壓合條件作修正,如提高升溫速率、提前上壓、加大壓力等,不過,此爲治標的方法,效果遠不及 材料的調整與改善來得顯著. (2)WAC/WAE(White at Corner,White at Edge)白角白邊— 原因分析: 當膠片之膠流量(R/F)偏高或因儲存條件不良而吸收了水氣,在壓合時易産生流膠(Press Flow) 增大的情況.由於膠片受熱後樹脂是以異向性(Anisortropic)的方式從中央向週邊擴散,因此,邊緣流膠大, 膠含水量(R/C)也隨之偏低.當此部份不能完全避免時,就將出現織紋狀的白角白邊.另一可能原因是升 溫速太快,造成每個 Book 內,外層溫差大且流膠不均,壓合時産生輕微的滑移而形成白角白邊.此外,膠片 記憶體在許多微小的氣泡及膠洞(Microvoids),當膠流量(R/F)偏低時,氣泡僅被趕至板邊而無法順利逸出板 外,也會顯現出白角與白邊. 對 策::如果膠片膠流量(R/F)較高,可藉提高凡立水之膠化時間(S/G)或降低膠片之膠化時間(P/G)的方式 調整.且流膠大者亦可由壓合條件來加以修正(如降低升溫速率、延後上壓等).如因 R/F 低造成之白角 白邊的可用改變 Treating Spec(如提高 R/C、P/G)或壓合件(加大壓力、提高上壓、增大升溫速率等) 的方式進行解決。 (3)MCB(Microblister)微氣泡— 原因分析:MCB 主要是由於微小的氣泡沒有完全逸出而殘留於板上所造成,當採用非真空式之壓機壓合 時,MCB 常呈現隨機分佈之情形.如使用真空系統,MCB 僅發生于邊角,有時會顯現線條狀,如區域過大 無法切除時,便將成爲 WAC/WAE.此外,如發生真空系統漏氣或壓合條件不當時,其所産生流膠過低的情 況也會形成此種 MCB. 對 策: 可從調整 Treating 條件,如提高 R/C、P/G 從增加流膠上著手改善.此外,亦可改變壓合之操作周 期 Cycle,如加大壓力、提前上壓、提高升溫速率等方式加以克服. (4)DEL(Delaminaton)分層— 原因分析: 膠片如果因硬化不足或儲存條件不良,吸收過多水氣而壓合時,易産生流膠甚大的情況,造成 R/C 偏低而降低了玻璃布與

樹脂間的結合力,最後在應力作崇下將會演變成分層.此外,膠片硬化過度,壓合時流膠性低亦可能産生分層,此點與 DRY 原因類似. 對 策:如因流膠過大造成之 DEL 可藉壓合條件來做調整(如減低壓力、延後上壓、降低升溫速率等)。 至於,硬化過度産生的分層,則必須藉由改變 S/G、R/C、P/G 等方向去著手. (5)MSL(Measling)白點— 原因分析:可能因壓合中膠片內的氣泡未能趕出,而顯現不透明的白點。此外,如果膠片的膠含量 R/C 偏低,或玻璃布本身的沾 膠性 Wet Out 不良,在經緯紗交錯的結點上,容易産生缺膠的現象而形成白點。另膠片如硬化不足亦會産生白點。 對 策:加強玻璃布的親膠沾膠(Wet Out)效果,並提高膠含量 R/C,如因硬化不足産生的白點亦可 由增長硬化時間來解決。 (6)WEP/RSV(Weave Exposure/Resin Starvation)織紋顯露/缺膠— 原因分析:此二症狀的原因相當類似,只是影響的部份不同而己。若發生於表層,則可能因玻璃布未得 到完整的複蓋,而呈現出織紋顯露的型態。如發生于中層之內部時,則將形成局部缺膠現象。 對 策:因 R/F 偏高使得壓合時流膠過大形成的 WEP/RSV,可藉壓合條件來調整(如降低升溫速率、 延後上壓、減小壓合等)。至於沾膠性 Wet Out 不良或 R/C 偏低造成的 WEP/RSV 則須由上膠條件的 修正著手(如增高 R/C、P/G 等)。 (7)THK(Thickness)厚度偏離— 原因分析:通常基板因壓合流膠的關係,往往出現中央厚而板邊薄的情形。不過平均厚度則仍需處在規 格之中。厚度偏離常因膠片 R/F 高,壓合時流膠大,使得膠含量(R/C)降低,因而在厚度上形成偏 低。另外,膠片的組合方式亦對厚度有相當程度的影響,如欲達某一個因定的厚度,膠片之張數及 布種皆可能有數種不同的選擇,R/C 也有差異,一旦組合不當時便易造成厚度的偏離。 對 策:因流膠過大造成的厚度偏低,可經由上膠條件以及壓合之操作周期(Cycle)予以調整。至於 因組合不當産生之厚度偏離,則需由經驗及實驗而進行修正。 (8)W/T(Warp & Twist)板彎板翹— 原因分析:升溫或降溫的速率太快造成基板産生內應力(Internal Stress),此內應力在無法完全釋放之下, 容易形成 W/T. 當採用非真空壓合時,爲了要將氣泡完全趕出,通常所使用的壓力較大,因而比較會 産生 W/T. 此點在薄基材(Thin Core)尤其顯著。此外,膠片疊置之經緯方向一旦弄錯、組合不當或 使用變形的鋼板、蓋板、墊板等,皆可能造成 W/T. 對 策:升、降溫太快而産生的 W/T,可由降低其溫度變化速率,及另行加做“後烘烤”(Post Bake) 等方向著手。至於組合不當或鋼板板變形所造成的 W/T,則需針對個別的原因對症下藥,予以改善。 (9)PND(Pits and Dents)凹點及凹陷— 原因分析:PND 是所有基板爲者至今尚無法完全根絕的基本問題。任何顆粒如在膠片邊緣因靜電所吸附 之粉屑、鋼板上的殘膠、水垢、空氣中掉落的粉塵、銅箔之殘屑等,只要附著於鋼板上,最後便會 産生不同形式、大小的 PND。 對 策:立即有效的作法是找出有問題的鋼板,而加以重新研磨、清洗後才再上線使用。根本解決方法 是儘量減少人員的接觸及暴露於空氣的時間。因此,疊置、組合及銅箔裁切等工作,必須於無塵室 中以自動化方式進行。 此外,加裝附有消除靜電之裝置、自動化疊置與組合系統、輸送線,以及維持工作場所的清潔,減 少粉屑、灰塵之措施等,均爲降低 PND 的方法。 (10)DFM(Dirty Foreign Materials)異物、雜質— 原因分析:對使用熱風式烤箱上膠機的業者而言,DFM 是無法完全根絕“心中永遠的痛”,因爲在傳動 烘烤的過程中,殘膠常易吸附於烤箱壁、烤箱之熱風出口 Nozzle 及風管,成爲黑色小黑點狀之碳化 物,只要沒有完全清除,便會隨著熱風點落在膠片上,此外,上膠區之任何異物如蚊蠅、玻璃纖維 絲、粉屑等都會形成 DFM。 對 策:DFM 之減少主要的于烤箱的清潔,包括烤箱壁、Nozzle、風管任何死角都需注意,此外,疊置 區的人員亦要配合作 Sorting,挑出有小黑點、粉屑、纖維絲及其他異物之膠片。

(11)SLP(Slippage)滑移— 原因分析:當所使用膠片爲其膠含量 R/C 偏高之散材組合,或膠流量 R/F 較高時,其壓合作業易産生滑 移的現象。此外,如果每個 Book 的內外溫差太大造成流膠不均也是滑移的原因。每一 Book 之內的 基材與 Book 間的定位不良,亦會造成滑移。 對 策:如膠片 R/C 或 R/F 偏高可藉組合之改變及上膠條件來調整,流膠較大時亦可以壓合 Cycle 作修 正(如降低升溫速率、延後上壓、降低太力等)。Book 內外溫差較大時,亦可以“減張”降産方式克 服,至於定位不佳則只要操作時多加注意便可改善。 (12)WKL(Wrinkles)銅箔皺紋— 原因分析:WKL 最易發生在 1 oz 以下之銅箔上,只要人員在鋪設銅箔過程稍不平整,便可能産生 WKL。 此外,膠片的膠流量 R/F 偏高壓合時因流膠過大亦會造成 WKL。 對 策:銅箔鋪設之平整度可藉人員之操作訓練而加強。至於膠片 R/F 偏高或流膠太大可由 Treating Spec 及壓合條件來調整。

各材料性能对比表
介质材料性能对比

铜箔性能一览表

介质材料电性能

基材选择

yjxk8800 发表于 2007-10-31 20:34

各种规格树脂及基材之用途分析
规 格 树 脂 补 强 材 特 性 与 用 途

XXXP XXXP-C FR-2 FR-4 G-10 CEM-1

酚醛树脂 酚醛树脂 酚醛树脂 环氧树脂 环氧树脂 环氧树脂

绝缘纸 绝缘纸 绝缘纸 玻纤布 玻纤布

一般用,适用音响、收音机、黑白电视等家电 可 cold-punching,用途同 XXXP 耐燃性 计算机、仪表、通信用、耐燃性 一般用.用途同 FR-4 电玩、计算机、彩视用

玻纤布、绝缘纸

CEM-3

环氧树脂

玻纤布、玻纤不织布

同 CEM-1 用途


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