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    覆銅板對環氧樹脂提出新要求

    2006-06-30

          近年來隨著電子技術的快速發展,對用于覆銅板的環氧樹脂提出了更多、更新的要求,據中國環氧樹脂行業協會專家介紹,這種要求主要有高玻璃化轉變溫度、阻擋紫外光(UV)和自動光學檢測(AOI)功能、低介電常數、RCC、無鹵型產品等方面。 
          高玻璃化轉變溫度Tg反映環氧樹脂基體隨溫度升降而產生的一種物理變化。在常溫時基體是剛性的“玻璃態”,當溫度升高到某一個區域時基體將由“玻璃態”轉變為“高彈態”,此時的溫度稱為該基體的玻璃化轉變溫度(Tg)。換句話說Tg是基體保持剛性的最高溫度(℃),基體的Tg取決于所采用的樹脂。傳統的FR-4覆銅板是采用二官能的溴化雙酚A型環氧樹脂,Tg一般為130℃左右。為了提高基體的Tg業中多數采用諾伏拉克環氧樹脂。由于諾伏拉克環氧樹脂結構中含有2個以上的環氧基,固化物交聯密度高Tg相應提高,基體的耐熱性、耐化學性以及尺寸穩定性等相應地得到改善。諾伏拉克環氧樹脂由于結構含有多環氧基,基體的耐熱性等性能會有明顯提高,但是產品脆性較大、粘合性較差,在環氧樹脂覆銅板生產中一般不單獨使用,而是與雙酚A型環氧樹脂配合使用。諾伏拉克環氧樹脂的使用量一般為環氧樹脂總量的20~30%,在諾伏拉克環氧樹脂中選用雙酚A諾伏拉克環氧樹脂可以獲得更佳的綜合效果。 
          阻擋紫外光(UV)和自動光學檢測(AOI)功能。隨著電子工業的迅速發展印制電路高精度、高密度化,在雙面印制板和多層印制板的制造過程中,廣泛采用液體光敏阻焊劑和兩面同時暴光的新工藝。由于紫外光(UV)可以穿透基板,兩面的線路圖形相互干擾、出現重影造成廢品,為避免出現重影基體用的環氧樹脂必須具有阻擋紫外光(UV blocking)的功能。目前行業中一般的做法是,在環氧樹脂體系中添加四官能基環氧樹脂或UV吸收劑,利用其本身具備熒光發色團性質,吸收UV光,達到阻擋的效果。據中國環氧樹脂行業協會專家介紹,1995年我國就成功開發了具有阻擋UV和AOI功能的環氧樹脂覆銅板,同時還開發相應的檢測方法和檢測儀器,該檢測方法被國際電工委員會(IEC)所確認,標準號IEC1189-2C11。AOI功能在印制線路板品質檢查工作中,隨著產量擴大和線路高密度化,采用傳統的人工檢查的方法已經不能適應了,一些較大的企業廣泛采用自動光學檢測(AOI)的新技術。要求基板中的環氧樹脂必須具備AOI功能,AOI儀器采用氬激光作光源,基板中的環氧樹脂必須能吸收氬激光、并激發出較低能量的熒光,通過測定基板上的熒光,實現對印制線路板外觀缺陷的自動光學檢測。 
         低介電常數又一個重要指標。隨著通信技術的發展信息處理和信息傳播的高速化,迫切希望提供一種可滿足高頻條件下使用的低介電常數的覆銅板。在高頻線路中頻率一般都超過300 MHz,高頻線路信號傳播速度與基體的介電常數有關,基體的介電常數越低信號的傳播速度越快,要實現信號的高速傳播就必須選用低介電常數的板材。另外基體在電場的作用下,由于發熱而消耗能量使高頻信號傳播效率下降??梢娮鳛楦哳l線路用的覆銅板,必須選用低介電常數和低介電損耗角正切的樹脂,但是目前FR-4覆銅板用的環氧樹脂介電常數偏高,滿足高頻線路的使用有困難。在高頻線路中多數采用聚四氟乙烯,聚四氟乙烯具有優秀的介電性能,但與環氧樹脂相比存在以下缺點:加工性差,綜合性能欠佳,成本高。環氧樹脂雖然介電常數和介電損耗角正切偏高,但具有加工性好、綜合性能優秀,價格適宜、貨源充足等優點,若采用改性的方法在環氧樹脂結構中引入極性小、體積大的基團,降低固化物中極性基團的含量,可使樹脂的介電性能得到改善,改性后的環氧樹脂有可能成為一種成本效益理想的高頻材料。
          RCC。積層法多層板是近幾年發展起來的、用于制造高密度、小孔徑多層印制線路板的一項新技術,隨著BUM的迅速發展,作為其主要材料的涂樹脂銅箔得到了相應的發展。RCC的結構RCC是由表面經粗化、耐熱、防氧化等處理的高溫延伸性銅箔和B階樹脂組成的。RCC多數采用環氧樹脂,RCC的樹脂層應具備與FR-4粘結片相同的工藝性能,還要滿足積層法多層板的以下要求:高絕緣可靠性和微導通孔可靠性,高玻璃化轉變溫度(Tg),阻燃性,低介電常數和低吸水率,與內層板有良好的粘合性,固化后樹脂層厚度均勻,對銅箔有較好的粘合強度。RCC制造過程中要求將樹脂均勻地涂布在銅箔上,樹脂層的厚度偏差控制在±2mm以內,因此必須采用高精度的涂布設備,同時生產環境必須高度凈化。中國環氧樹脂行業協會專家介紹說,RCC具有很多優點:有利于多層板的輕量化和薄形化,有利于介電性能的改善,有利于激光、等離子體的蝕孔加工,對于12um等薄銅箔容易加工,可以使用普通印制板生產線,無須新的設備投資等。 
          最后是關于無鹵型產品的要求。目前在環氧樹脂覆銅板生產中阻燃型產品居多,占90%以上,從安全角度考慮用戶要求產品必須通過UL安全認證,阻燃性必須達到V-0級。國外有些研究機構提出,鹵素阻燃劑在燃燒過程中會產生有毒的物質,危害人體健康和污染環境。國際上特別是歐洲對這個問題表示強烈關注,歐共體(EC)環保委員會提議限期在電器和電子產品中禁止使用含鹵素的阻燃材料,開發無鹵性阻燃覆銅板已成為行業中一項重要課題勢在必行。從化學角度考慮具有阻燃功能的元素除鹵族元素(F、Cl、Br、I)外,還有V族的N、P等元素。實驗證明在環氧樹脂體系中引入N和P等元素,并配合適當的阻燃助劑同樣可以獲得滿意的阻燃效果。 
          眾所周知,酚醛樹脂可以作為環氧樹脂的固化劑使用,如果采用酚醛樹脂對環氧樹脂進行改性,則可以加大環氧樹脂的交聯密度,進一步提高其耐熱性和降低其熱膨脹系數等,如環氧樹脂的改性既可以提高環氧樹脂的阻燃性能,又可以提高其耐熱性和尺寸穩定性。


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