原创 无卤覆铜板的研制

无卤覆铜板的研制

　　摘　要：利用含有分子量宽发布的苯并恶嗪树脂和高含氮量的改性酚醛树脂制备的无卤覆铜板具有良好的耐热性（Td5%>350℃,T288>60min） 、吸湿耐热性和较好的弯曲强度；板的韧性较好，裁板剪切时裂纹较少。

　　关键词：分子量宽发布的苯并恶嗪树脂、高含氮量的改性酚醛树脂、覆铜板性能

　　一、前言

　　欧盟两个指令促进了无卤无铅覆铜板市场的发展，无卤覆铜板具有良好耐热性、耐CAF 性能及较低的介电损耗正切，特别是由苯并噁嗪树脂体系制备的无卤覆铜板，由于其吸湿耐热性好，更是受用户的欢迎。但是，不管那种无卤覆铜板，由于所用的树脂材料结构刚性较大及无机填料的加入， 使得由其制备的无卤覆铜板较脆且加工、钻孔较为困难。本文的研究目的就是开发一种高韧性无卤覆铜板，在充分保持发挥无卤覆铜板良好耐热性能、耐CAF 性能及较低的介电损耗正切等优点的同时，提高覆铜板的韧性，克服脆性，使其具有较好的加工性能。

　　二、开发思路

　　苯并噁嗪是一种新型的酚醛树脂，由于其丰富的含氮量及与其他物质一起固化后的固化产物的性能优良，苯并噁嗪树脂被广泛应用于制备无卤覆铜板。本研究中，我们采用宽分子量分布的苯并噁嗪树脂。这种树脂一是可以使胶水具有较好的上胶，压制工艺；二是可以使得胶水的固化产物具有更完善的交联网络结构，从而得到综合性能更好的覆铜板。酚醛树脂作为固化剂，使得覆铜板在耐热性方面得到很大的提高并达到无铅要求。我们充分利用酚醛树脂作为固化剂的优点，并将其改性成有较高含氮量的含氮酚醛树脂。这样在保持覆铜板良好耐热性的同时，还增加了阻燃性，减少无机填料的加入，得到加工性、韧性良好的覆铜板。

　　三、实验过程

　　原料：

　　苯并噁嗪树脂，商品名：WL-0910，华烁科技股份有限公司（湖北省化学研究院）生产含氮酚醛树脂，商品名：WL-0812，华烁科技股份有限公司（湖北省化学研究院）生产将苯并噁嗪树脂、含氮酚醛树脂、环氧树脂、经表面处理的无机填料、固化促进剂及溶剂按一定比例加入容器中，搅拌到混合均匀，上胶7628 型玻纤布，烘烤并将叠合好的一定数量的粘结片、铜箔在一定温度下压制成形后并逐步升温，最后190℃的温度下热处理90min,然后冷却出板检测。

　　四、结果与讨论

　　1 胶水上胶、压制工艺

　　1.1 胶水上胶工艺

　　将上述配好的胶水上胶7628 玻纤布，胶水对玻纤布的浸润性良好；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 半固化树脂的流变曲线

　　从半固化片上取下的树脂做的流变曲线图。可以看到，胶水经烘烤后具有较宽的加工窗口及较好的粘度，说明胶水在烘烤后将有较好的压制工艺和流平性。

　　1.3 压制成板的后处理条件

　　取一定量的粘结片叠合整齐并两边覆以铜箔，在一定温度下压制成形后并逐步升温，最后在190℃的温度下热处理1.5 小时后，冷却出板。层压板次表面无干花、缺树脂现象，覆铜板综合性能较好（表1），说明该树脂体系具有较温和的后处理条件。

　　2 覆铜板性能

　　2.1 PCT 测试

　　将蚀刻铜后的覆铜板剪切成一定尺寸的小片放在高压锅内，经在105kPa、121℃、180min 的条件下蒸煮后，测试PCT（锡浴288℃）,时间>5min 不起泡、不分层，表现出覆铜板良好的耐水蒸煮性能。

　　2.2 热失重分析

　　将已蚀刻铜的覆铜板取少量做热失重测试（TGA 分析），测试结果显示5％wt 的失重温度为371℃，表面出覆铜板良好的耐热性，可以达到无铅要求。

　　2.3 弯曲强度及韧性

　　无卤覆铜板由于含氮、磷树脂的刚性结构及填料的加入，使得无卤覆铜板一般较脆，在作印制电路加工时易产生开裂。我们通过对板进行剪切及测试其弯曲强度来间接观测板的韧性，我们发现对1.6mm 的板进行剪切时，板的边缘几乎无裂纹；弯曲强度测试为纵向608MPa、613MPa， 横向532MPa、525MPa，其弯曲强度值较大。从剪切裂纹及弯曲强度值，可间接地反映该覆铜板具有较好的韧性。

　　2.4 耐碱性

　　将板放于80℃、10％NaOH 溶液中1 小时后，板的表观良好，不分层，不起泡，外观无明显变化。

表1、覆铜板的部分性能

测试项目 测试条件 单位 测试结果
CTE  A(30-260℃)  PPm／℃  α1 40.6 α2 274 50-260℃ 3.3%( 板厚1.58mm)
T288  TMA(ISO288℃)  min  >60 
T300  TMA(ISO300℃)  min  >60 
Tg  DSC  ℃  154 
Td5％loss  TGA 10℃/min  ℃  371.5 
剥离强度 暴露于工艺溶液 N/mm  1.43 
 288℃／10S   1.41 
热应为 288℃( 带铜) min  >5 
PCT  105KPa／120min,288℃  min  >5 
弯曲强度 纵向 MPa  608, 613 
 横向  532, 525 
燃烧性 UL94  S  V-0 

　　五、结论：

　　用本研究配方制备无卤覆铜板，胶水具有较好的上胶及压制工艺，所得的覆铜板综合性能优良， 弯曲强度值较大，具有较好的韧性。

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