對(duì)無鹵化pcb基板材料工藝技術(shù)的討論(已修改)
2025-07-05 17:55 本頁面
【正文】 1 / 9對(duì)無鹵化 PCB 基板材料工藝技術(shù)的討論中國電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)管理部 祝大同摘要：本文，闡述了無鹵化 PCB 基板材料在樹脂組成技術(shù)、原材料應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)展。解析了世界大型 CCL 生產(chǎn)廠家的無鹵化 CCL 的開發(fā)實(shí)例。關(guān)鍵詞：無鹵、覆銅板 含磷環(huán)氧樹脂 無機(jī)填料 粘接性 聲發(fā)射檢測技術(shù)（AE） 2022 年 1 月，由 Intel 公司提議召開的、主題為“推進(jìn)無鹵化電子產(chǎn)品”的國際會(huì)議（又稱為“Intel Halogen Free Symposium”）在美國召開。會(huì)上，許多世界著名的終端電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠家紛紛承諾：自己公司生產(chǎn)的家電產(chǎn)品，要在最近幾年內(nèi)全部實(shí)現(xiàn)無鹵化。可以推測，這一“集體行動(dòng)” ，將掀起無鹵化覆銅板市場迅速擴(kuò)大的“第二次熱潮” [1] [3]。難怪境外一家大型 CCL 生產(chǎn)企業(yè)的一位專家近期有這樣的預(yù)測：在 2022 年，世界 PCB 業(yè)對(duì)無鹵化 CCL 的需求量將會(huì)有 “突發(fā)性”的增長 [4] [5]。在上述背景下，將討論無鹵化 PCB 基板材料制造技術(shù)發(fā)展為內(nèi)容的此文，呈現(xiàn)給CCL 同行們，可能更會(huì)有所裨益。1. 無鹵化 FR 4 型 CCL 主流樹脂組成配方及其技術(shù)的推進(jìn)1．1 無鹵化 FR 4 型 CCL 主流樹脂組成配方的特點(diǎn)當(dāng)前，世界無鹵化 FR4 的主流樹脂組成配方，是以含磷環(huán)氧樹脂做本體樹脂，酚醛樹脂做固化劑，加上一定量的無機(jī)填料，三者所構(gòu)成它的主成分 [6]、[7] 。 其中無機(jī)填料加入的比例量，要比一般無鉛兼容性 FR4 多；為協(xié)助本體樹脂的阻燃，無機(jī)填料的種類多選擇氫氧化鋁。這一樹脂組成配方特點(diǎn)，也決定了所制成的無鹵化 FR4“脆性大”問題成為需要克服、解決的普遍技術(shù)課題。1．2 技術(shù)推進(jìn)的三個(gè)階段無鹵化 FR 4 技術(shù)發(fā)展的第一階段，是采用 DOPO 等有機(jī)磷化合物合成含磷環(huán)氧樹脂（作為本體樹脂） 、酚醛樹脂（作為固化劑）的樹脂組成配方的確立。在它的樹脂組成配方組成上運(yùn)用無機(jī)填料技術(shù)走向成熟，可認(rèn)為是它的技術(shù)發(fā)展的第二階段。自 21 世紀(jì)初起，世界無鹵化 FR 4 型 CCL 的廠家，在主流樹脂組成配方中，大多數(shù)采用了（有的是新增）無機(jī)填料（主要以氫氧化鋁為主）作為填充 [8]。它一方面起到協(xié)助含磷環(huán)氧樹脂阻燃的作用，另外還起到降低板的 Z 方向熱膨脹系數(shù)、提高彈性模量、板的表面平滑度的功效。近兩、三年，在對(duì)無鹵化 FR 4 技術(shù)又有了新的認(rèn)識(shí)提高：一方面，發(fā)現(xiàn)它典型的樹脂配方還可以帶來更多性能提高的貢獻(xiàn)，例如，它對(duì)板的耐熱性提高；對(duì)介質(zhì)損失角正切的降低等都是原傳統(tǒng) FR4 型 CCL 所未能達(dá)到的 [9]、[10] 。 另一方面，與無鉛兼容性 FR4相似的暴露出它的性能弱點(diǎn)（微孔加工性、吸濕后耐熱性等） ，是需要在此方面性能的改進(jìn) [4] 。為此，無鹵化 FR 4 技術(shù)又推進(jìn)到第三階段。這階段的技術(shù)水平其特點(diǎn)是，它的性能均衡性獲得明顯的提高。無鹵化 FR 4 型 CCL 樹脂各組成成分的增多（與一般 FR4 相比） ，加大了它的開發(fā)與工藝控制的難度，如何發(fā)揮各個(gè)組成成份在性能上的相互補(bǔ)充、配合,成為此階段開發(fā)這類 CCL 技術(shù)上的新課題。有的專家預(yù)測 [7]，未來實(shí)現(xiàn)樹脂組成的無鹵、無磷化，將推動(dòng)無鹵化 FR 4 技術(shù)進(jìn)步2 / 9到第四發(fā)展階段。盡管目前已有實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的此方面研究成果發(fā)表，但真正實(shí)現(xiàn)大生產(chǎn)，并達(dá)到低成本、性能的均衡性，還要在若干年以后。2．新型原材料的采用及其對(duì)無鹵化 CCL 性能提高的貢獻(xiàn)2．1 總述在無鹵化 FR 4 結(jié)構(gòu)組成上采用了許多新型原材料。這主要包括：含磷環(huán)氧樹脂、其它高分子樹脂；無機(jī)填充料；酚醛樹脂等固化劑；開纖玻纖布；專用電解銅箔等。它們代表著 CCL 用原材料在近年技術(shù)進(jìn)步的新成果。它們在確保、提高無鹵化 FR 4 性能方面作出了重要的貢獻(xiàn)（見表 1） ，是無鹵化 FR 4 技術(shù)的重要組成。表 1 圍繞著無鹵化 FR 4 型 CCL 性能提高各種原材料所賦予的貢獻(xiàn)原材料種類 對(duì)無鹵化 FR 4 型 CCL 性能提高的貢獻(xiàn)方面含磷環(huán)氧樹脂 確保及提高耐熱性、阻燃性、介電性能、粘接性等其他特種高分子樹脂 少量加入，以提高板的柔韌性，提高樹脂與纖維增強(qiáng)材料界間的粘接性等無機(jī)填料 協(xié)助阻燃，降低板 Z 方向膨脹系數(shù)、提高耐熱性酚醛樹脂等新型固化劑 提高耐熱性、阻燃性、粘
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