CEM-3覆铜板的改进方法(二)

 

 

一、内容要点

      本文提供有关CEM-3复合型覆铜板的改进方法。其特点是,用浸以环氧当量700-1200双酚A型溴化环氧树脂和诺伏拉克环氧树脂为主成份、加芳香二胺作固化剂的玻纤布粘结片面料,用浸以加氢氧化铝的上述树脂的玻纤纸作芯料。

      这种复合型覆铜板,具有优异的高频特性、加工性及孔金属化可靠性。

  二、内容介绍

      以玻纤布作面、玻纤纸作芯的环氧覆铜板(以下简称复合型覆铜板),几年来使用量在不断增加。

      单一玻纤布的覆铜板,具有优异的机械强度、尺寸稳定性、耐湿性、耐热性,且孔金属化可靠性高,所以广泛用于电子计算机、通信机、电子交换机等工业电子产品。但是,在加工过程中,玻纤布覆铜板不能冲孔,只能钻孔。

      复合型覆铜板成本比玻纤布覆铜板低,且具有可冲孔性。但孔金属化可靠性比玻纤布覆铜板差。其原因是,玻纤布板中,有机物(环氧树脂等)与无机物(玻璃纤维)的比例,约为40:60.其中,环氧树脂表现优异的电气性能,而玻纤布则表现弯曲强度、尺寸稳定性等机械性能。一般的复合型板,无机物(玻纤布和玻纤纸的总和)比玻纤布板少。其中,有机物和无机物的比例,约为60:40,正好与玻纤布板相反。所以,尺寸稳定性和孔金属化可靠性差。

      本着保持优点、克服缺点的原则,对原有复合型覆铜板进行改进。采用无机填加剂的方法,开发了新的复合型覆铜板(见特愿昭58-115118)。无机填加剂,一般采用铝的水合物(又称氢氧化铝)。其中有:

    α型三水化合物(AL2O3.3H2O)

    β型三水化合物(AL2O3.3H2O)

     α型一水化合物(AL2O3.H2O)

    β型一水化合物(AL2O3.H2O)

    5AL2O3.H2O

      α型三水化合物,在200-5000C条件下,释放水,并吸收大量热量。所以,大量作为合成树脂的阻燃添加剂。

      在印制电路加工和使用过程中,须多次进行热处理。如,在浸焊过程中,一般为2600C.如果浸焊时间长,由于氢氧化铝释放水,导致覆铜板分层起泡。

      为了克服上述缺点,对氢氧化铝进行加热处理,使覆铜板的耐浸性显著提高(见特愿昭59-59501)。

      近年来,随着覆铜板加工技术的发展,印制电路高密度化,用途多样化,要求更高的可靠性和高频特性。

      针对上述要求,提出用浸以环氧当量700-1200的双酚A型溴化环氧树脂和诺伏拉克环氧树脂为主成份、加芳香二胺作固化剂的玻纤布粘结片作面料,用浸以加氢氧化铝的上述树脂的玻纤纸作芯料,由此制成的复合型覆铜板,具有优异的高频特性、高可靠性和加工性。

      环氧树脂的环氧当量,要求700-1200.理由是,环氧当量700以上的环氧树脂,由于架桥点间的分子量增大,在加工过程中,可以承受机械和热的冲击,使覆铜板免遭破坏。若采用低分子量环氧树脂,由于承受不了机械和热的冲击,导致板材破坏。

      分子量增大,架桥密度下降。但加入诺伏拉克环氧树脂,可以抑制这种倾向。

      溴化环氧树脂,其溴含量为15-30%。

      双酚A型诺伏拉克环氧树脂,有苯酚诺伏拉克和甲酚诺伏拉克两种,分子量一般为450-1400.

      双酚A型环氧树脂与诺伏拉克环氧树脂的配比,一般为60-90份比40-10份。

      固化促进剂用量,一般为环氧树脂的0.3-0.7.根据胶化时间,可适当调整。胶化时间以120-240秒(1700C)为宜。

      氢氧化铝用量为芯料树脂的20-200%。少于10%,耐热性效果不明显。超过200%,胶水粘度增大,影响对玻纤纸的浸透性。

      除氢氧化铝外,也可以选用二氧化硅等无机填料。无机填料总量与芯料树脂的比例,以80-200%为宜。少于80%,尺寸稳定性、孔金属化可靠性差。超过200%,树脂粘度增大,影响上胶浸透性。

   三、举例说明(实施例)

      胶液的配方见表1.

表 1

  实施例1 实施例2
面料 芯料 面料 芯料
环氧树脂

环氧当量
溴含量(%)
配比(份)

750
20
80
700
20
75
900
20
80
900
20
80

诺伏拉克环氧树脂Ep-152
4,4'二氨基-3,3'二乙基-5,5'二甲基
二苯甲烷(固化剂)
苄基二甲胺(促进剂)
甲基溶纤剂(溶剂)

20

5
0.2
适量
25

4.6
0.3
适量
20

4.0
0.3
适量
20

4.4
0.4
适量

      将上述材料进行混合,配成均匀的胶液。

      用玻纤布(日东纺公司牌号WE-18K-RB84)浸以面料用的胶液,经干燥,制成树脂含量为42-45%的粘结片。

      配制芯料用的胶液,配方如下:

树脂(见表1) 100
二氧化硅(龙森公司牌号クリスタテイVX-3) 25
α型氢氧化铝(AL2O3.2.4H2O) 70
硅微粉(シオノギ制造公司牌号力一ブレッケス) 5

      用玻纤纸(日本バイリ一ン公司牌号Ep-4075)浸以上述胶液,经干燥,制成树脂和填料的含量为90%的粘结片。

      用玻纤纸粘结片作芯料,玻纤布粘结片作面料,覆上铜箔,在1650C、60Kg/cm2、90分钟条件下,制成厚度为1.6mm的覆铜板。

    (比较例)

      配制面料和芯料用的胶液,配方如下:

溴化环氧树脂(油化壳牌公司牌号Ep-1046) 100
双氰胺 4
2-乙基4-甲基咪唑 0.15
甲基溶纤剂 36
丙酮 60

    其它条件与实施例相同。

    实施例和比较例的覆铜板性能对比,见表2.

表 2

项   目 实施例1 实施例2 比较例
高频
特性
介电常数 D-48/50 4.4 4.5 4.5-4.6
介质损失角正切 D-48/50 0.016 0.018 0.020-0.023
耐湿漂移性(%) D-240/60/90 2.0 2.5 4.0-5.0
耐浸焊性(秒) PCT-2 2800C 140 120 60
Tg(C) 粘弹性法 146 148 135
热态弯曲强度(kg/mm2) E-10/125+T(Y) 15-20 18-22 12-16

  四、测定方法

      耐浸焊性、热态弯曲强度,按JISC 6481规定测试。

      玻璃化转变温度(Tg),按粘弹性方法,求tanδ峰值的温度。

      介电常数、介质损失角正切,按JISC 6481规定测试。

      耐湿漂移性的测定:先制备试样,试样表面的栉形电极,间隔0.5(mm),长160(mm)。试样经(C-240/60/20)潮湿处理,然后测量其静电容量的变化(频率1MHz).

      其它一般特性项目也进行测定。但两者没有差别。

 

 

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