利用含有分子量寬發(fā)布的苯并惡嗪樹(shù)脂和高含氮量的改性酚醛樹(shù)脂制備的無(wú)鹵覆銅板具有良好的耐熱性(Td5%>350℃,T288>60min)、吸濕耐熱性和較好的彎曲強(qiáng)度;板的韌性較好,裁板剪切時(shí)裂紋較少。
關(guān)鍵詞:分子量寬發(fā)布的苯并惡嗪樹(shù)脂、高含氮量的改性酚醛樹(shù)脂、覆銅板性能
一、前言
歐盟兩個(gè)指令促進(jìn)了無(wú)鹵無(wú)鉛覆銅板市場(chǎng)的發(fā)展,無(wú)鹵覆銅板具有良好耐熱性、耐CAF性能及較低的介電損耗正切,特別是由苯并噁嗪樹(shù)脂體系制備的無(wú)鹵覆銅板,由于其吸濕耐熱性好,更是受用戶的歡迎。但是,不管那種無(wú)鹵覆銅板,由于所用的樹(shù)脂材料結(jié)構(gòu)剛性較大及無(wú)機(jī)填料的加入,使得由其制備的無(wú)鹵覆銅板較脆且加工、鉆孔較為困難。本文的研究目的就是開(kāi)發(fā)一種高韌性無(wú)鹵覆銅板,在充分保持發(fā)揮無(wú)鹵覆銅板良好耐熱性能、耐CAF性能及較低的介電損耗正切等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),提高覆銅板的韌性,克服脆性,使其具有較好的加工性能。
二、開(kāi)發(fā)思路
苯并噁嗪是一種新型的酚醛樹(shù)脂,由于其豐富的含氮量及與其他物質(zhì)一起固化后的固化產(chǎn)物的性能優(yōu)良,苯并噁嗪樹(shù)脂被廣泛應(yīng)用于制備無(wú)鹵覆銅板。本研究中,我們采用寬分子量分布的苯并噁嗪樹(shù)脂。這種樹(shù)脂一是可以使膠水具有較好的上膠,壓制工藝;二是可以使得膠水的固化產(chǎn)物具有更完善的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而得到綜合性能更好的覆銅板。酚醛樹(shù)脂作為固化劑,使得覆銅板在耐熱性方面得到很大的提高并達(dá)到無(wú)鉛要求。我們充分利用酚醛樹(shù)脂作為固化劑的優(yōu)點(diǎn),并將其改性成有較高含氮量的含氮酚醛樹(shù)脂。這樣在保持覆銅板良好耐熱性的同時(shí),還增加了阻燃性,減少無(wú)機(jī)填料的加入,得到加工性、韌性良好的覆銅板。
三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程
原料:苯并噁嗪樹(shù)脂,商品名:WL-0910,華爍科技股份有限公司(湖北省化學(xué)研究院)生產(chǎn)含氮酚醛樹(shù)脂,商品名:WL-0812,華爍科技股份有限公司(湖北省化學(xué)研究院)生產(chǎn)將苯并噁嗪樹(shù)脂、含氮酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、經(jīng)表面處理的無(wú)機(jī)填料、固化促進(jìn)劑及溶劑按一定比例加入容器中,攪拌到混合均勻,上膠7628型玻纖布,烘烤并將疊合好的一定數(shù)量的粘結(jié)片、銅箔在一定溫度下壓制成形后并逐步升溫,最后190℃的溫度下熱處理90min,然后冷卻出板檢測(cè)。
四、結(jié)果與討論
1.膠水上膠、壓制工藝
1.1膠水上膠工藝
將上述配好的膠水上膠7628玻纖布,膠水對(duì)玻纖布的浸潤(rùn)性良好;在150℃烘烤5min后,半固化片表面光滑不掉粉。1118-1343-2047-8194-3937-3220
1.2半固化樹(shù)脂的流變曲線
為從半固化片上取下的樹(shù)脂做的流變曲線圖。從圖1中可以看到,膠水經(jīng)烘烤后具有較寬的加工窗口及較好的粘度,說(shuō)明膠水在烘烤后將有較好的壓制工藝和流平性。
1.3壓制成板的后處理?xiàng)l件
取一定量的粘結(jié)片疊合整齊并兩邊覆以銅箔,在一定溫度下壓制成形后并逐步升溫,最后在190℃的溫度下熱處理1.5小時(shí)后,冷卻出板。層壓板次表面無(wú)干花、缺樹(shù)脂現(xiàn)象,覆銅板綜合性能較好,說(shuō)明該樹(shù)脂體系具有較溫和的后處理?xiàng)l件。
2.覆銅板性能
2.1PCT測(cè)試
將蝕刻銅后的覆銅板剪切成一定尺寸的小片放在高壓鍋內(nèi),經(jīng)在105kPa、121℃、180min的條件下蒸煮后,測(cè)試PCT(錫浴288℃),時(shí)間>5min不起泡、不分層,表現(xiàn)出覆銅板良好的耐水蒸煮性能。
2.2熱失重分析
已蝕刻銅的覆銅板取少量做熱失重測(cè)試(TGA分析),測(cè)試結(jié)果顯示5%wt的失重溫度為371℃,表面出覆銅板良好的耐熱性,可以達(dá)到無(wú)鉛要求。
2.3彎曲強(qiáng)度及韌性
無(wú)鹵覆銅板由于含氮、磷樹(shù)脂的剛性結(jié)構(gòu)及填料的加入,使得無(wú)鹵覆銅板一般較脆,在作印制電路加工時(shí)易產(chǎn)生開(kāi)裂。我們通過(guò)對(duì)板進(jìn)行剪切及測(cè)試其彎曲強(qiáng)度來(lái)間接觀測(cè)板的韌性,我們發(fā)現(xiàn)對(duì)1.6mm的板進(jìn)行剪切時(shí),板的邊緣幾乎無(wú)裂紋;彎曲強(qiáng)度測(cè)試為縱向608MPa、613MPa,橫向532MPa、525MPa,其彎曲強(qiáng)度值較大。從剪切裂紋及彎曲強(qiáng)度值,可間接地反映該覆銅板具有較好的韌性。
2.4耐堿性
將板放于80℃、10%NaOH溶液中1小時(shí)后,板的表觀良好,不分層,不起泡,外觀無(wú)明顯變化。表1、覆銅板的部分性能 |