對(duì)無(wú)鹵化pcb基板材料工藝技術(shù)的討論-wenkub
2023-07-08 17:55:08 本頁(yè)面
【正文】 脂做本體樹(shù)脂，酚醛樹(shù)脂做固化劑，加上一定量的無(wú)機(jī)填料，三者所構(gòu)成它的主成分 [6]、[7] 。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(wú)鹵化。1 / 9對(duì)無(wú)鹵化 PCB 基板材料工藝技術(shù)的討論中國(guó)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(wú)鹵化 PCB 基板材料在樹(shù)脂組成技術(shù)、原材料應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)展。可以推測(cè)，這一“集體行動(dòng)” ，將掀起無(wú)鹵化覆銅板市場(chǎng)迅速擴(kuò)大的“第二次熱潮” [1] [3]。 其中無(wú)機(jī)填料加入的比例量，要比一般無(wú)鉛兼容性 FR4 多；為協(xié)助本體樹(shù)脂的阻燃，無(wú)機(jī)填料的種類(lèi)多選擇氫氧化鋁。自 21 世紀(jì)初起，世界無(wú)鹵化 FR 4 型 CCL 的廠家，在主流樹(shù)脂組成配方中，大多數(shù)采用了（有的是新增）無(wú)機(jī)填料（主要以氫氧化鋁為主）作為填充 [8]。為此，無(wú)鹵化 FR 4 技術(shù)又推進(jìn)到第三階段。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。它們?cè)诖_保、提高無(wú)鹵化 FR 4 性能方面作出了重要的貢獻(xiàn)（見(jiàn)表 1） ，是無(wú)鹵化 FR 4 技術(shù)的重要組成。而 DOPO、ODOPB 等有機(jī)磷化合物合成含磷環(huán)氧樹(shù)脂的工藝路線則脫穎而出，在多個(gè)合成反應(yīng)型含磷環(huán)氧樹(shù)脂方法中，成為較為成功的、較適應(yīng)于無(wú)鹵化 CCL 性能提高的合成路線。近幾年含磷環(huán)氧樹(shù)脂及其主要原料（DOPO、ODOPB 等）制造技術(shù)已走向成熟 [4] [14] [15] 。它們主要擔(dān)負(fù)著通過(guò)進(jìn)一步耐熱性，降低 A 階段樹(shù)脂體系的粘度（熱態(tài)熔融粘度較高的含磷環(huán)氧樹(shù)脂在整個(gè)樹(shù)脂組成物中的比例較大時(shí)，加之大量的無(wú)機(jī)填料的加入到樹(shù)脂體系中，都會(huì)造成整個(gè)樹(shù)脂體系的粘度很高。在當(dāng)前 PCB 市場(chǎng)更加注重高“性?xún)r(jià)比”的背景下，無(wú)機(jī)填料在降低板的厚度方向膨脹系數(shù)方面，貢獻(xiàn)突出，不易用其它技術(shù)手段所替代。對(duì)于氫氧化鋁填料應(yīng)用于無(wú)鹵化 CCL 中的研究開(kāi)展，表現(xiàn)在多個(gè)方面。④從實(shí)際應(yīng)用工藝手段來(lái)講，還包括：氫氧化鋁加入樹(shù)脂體系的方法、配比量、與其它無(wú)機(jī)填料（如硅微粉等）配合的工藝技術(shù)、相關(guān)檢測(cè)技術(shù)及評(píng)價(jià)方法等的研究等 [25]、[11] 。隨著這項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)研究的不斷推進(jìn)，此課題的研究重點(diǎn)也有所轉(zhuǎn)變，研究層次也在提高。2．4 玻纖布無(wú)鹵化 FR 4 要比一般 FR4 在鉆孔加工中易出現(xiàn)孔內(nèi)壁裂紋和樹(shù)脂脫落的問(wèn)題。其二，由于一般無(wú)鹵化 CCL 用樹(shù)脂剛性結(jié)構(gòu)過(guò)多 [4]、[7] ， 在它的機(jī)械鉆孔加工中，造成了 CCL的玻纖布與樹(shù)脂界面的剝離，以及由此產(chǎn)生的裂紋和樹(shù)脂脫落。而界面粘接性低的覆銅板，基板層間已產(chǎn)生的裂紋，切削力的傳遞途徑是沿著層間的裂紋進(jìn)行，并起到擴(kuò)大裂紋，加深界面的剝離的效果（見(jiàn)圖 2） [26]、[27] 。這種高開(kāi)纖玻纖布不僅要達(dá)到高通氣度，而且需要達(dá)到斷裂強(qiáng)度、布厚度的高均勻一致性。在大日本油墨化學(xué)工業(yè)公司中從事多年酚醛樹(shù)脂固化劑研發(fā)的一位專(zhuān)家曾提出 [31]： “ 覆銅板樹(shù)脂用酚醛樹(shù)脂固化劑，要完成賦予酚醛樹(shù)脂具有提高板的耐熱性、粘接性及非鹵化的阻燃性；同時(shí)，它還要達(dá)到降低吸濕率；改進(jìn)介電特性（低介電常數(shù)化） ；達(dá)到低應(yīng)力、低膨脹（低收縮）等性能的要求。如出現(xiàn)了含氮酚醛樹(shù)脂、低吸濕性酚醛樹(shù)脂、柔韌性得到改善的酚醛樹(shù)脂、高純酚醛樹(shù)脂等。 他們開(kāi)發(fā)的無(wú)鹵化 FR4 產(chǎn)品，在技術(shù)上的創(chuàng)新很有特色?？墒撬上码姽づc日本其他環(huán)氧樹(shù)脂生產(chǎn)廠、覆銅板生產(chǎn)廠在開(kāi)發(fā)思路上有所明顯不同是：他們不僅注重 DOPO、ODOPB 類(lèi)的含磷環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用，而且還開(kāi)展獨(dú)自開(kāi)展這類(lèi)含磷環(huán)氧樹(shù)脂合成方面的研發(fā)工作。松下電工曾在近十年來(lái)發(fā)表了多篇應(yīng)用含磷環(huán)氧樹(shù)脂的無(wú)鹵化 CCL 為主要研發(fā)內(nèi)容的專(zhuān)利，將它較晚發(fā)表的（2022 年發(fā)表）專(zhuān)利 [37]，與相隔五、六年較早發(fā)表的此方面的專(zhuān)利[38]相對(duì)照，不難發(fā)現(xiàn)：松下電工在多年開(kāi)發(fā)和改進(jìn)無(wú)鹵化 CCL 中，貫穿著“在繼承原有成果中，不斷求創(chuàng)新和發(fā)展”的研發(fā)思想。6 / 9這一實(shí)例，使我們得到這一個(gè)啟發(fā)：將 CCL 本體樹(shù)脂合成中的關(guān)鍵材料配合比與樹(shù)脂分子結(jié)構(gòu)、分子量大小、參加反應(yīng)基多少、粘度大小等之間關(guān)系“研究透” ，實(shí)際是掌握了對(duì)樹(shù)脂作某些改性、某些性能提高的一種手段。界面粘接性低下，在加熱后產(chǎn)生裂紋會(huì)擴(kuò)大、延伸，破壞界面（見(jiàn)圖 3） 。 圖 4 覆銅板組成結(jié)構(gòu)界面
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