什么是PCB？等经典入门八问（献给菜鸟新手）转贴

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yjxk8800 2007-10-31 20:34: 规格树脂补强材特性与用途

XXXP 酚醛树脂绝缘纸一般用，适用音响、收音机、黑白电视等家电

XXXP-C 酚醛树脂绝缘纸可cold-punching，用途同XXXP

FR-2 酚醛树脂绝缘纸耐燃性

FR-4 环氧树脂玻纤布计算机、仪表、通信用、耐燃性

G-10 环氧树脂玻纤布一般用．用途同FR-4

CEM-1 环氧树脂玻纤布、绝缘纸电玩、计算机、彩视用

CEM-3 环氧树脂玻纤布、玻纤不织布同CEM-1用途

yjxk8800 2007-10-31 20:33: 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 2007-10-31 20:31: （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。

yjxk8800 2007-10-31 20:30: 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 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 环氧树脂增韧改性新技术
311 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 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。

yjxk8800 2007-10-31 20:13: 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 MΩ·cm ≥106 ≥103 1.25×108 3.32×107
表面电阻率 C-96/35/90
E-24/125 MΩ ≥104 ≥103 1.38×105 5.09×108
击穿电压（平行板面）
D-48/50-D-0.5/23 KV ≥40 45+KVNB
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35μm） 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

yjxk8800 2007-10-31 20:10: 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。

yjxk8800 2007-10-31 20:09: 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(www.epoxy-e.cn)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(www.epoxy-e.cn)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(www.epoxy-e.cn)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(www.epoxy-e.cn)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(www.epoxy-e.cn)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(www.epoxy-e.cn)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。而2006年预计单面板产量7730万平方米、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、IC载板产量670万平方米、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(www.epoxy-e.cn)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。

yjxk8800 2007-10-31 20:08: 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。

yjxk8800 2007-10-31 20:07: 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。

yjxk8800 2007-10-31 20:06: 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。

玻璃化转变温度介电常数（1MHz）( 介质损耗正切角（1MHz）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。

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