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一种无卤无铅阻燃高Tg覆铜板制作方法专利背景

2022/07/1687 作者:佚名
导读:自2014年5月以来,电子产品小型化、多功能化,使得印制电路板朝精细、薄型、多层化方向发展,由于生产与使用工艺日趋复杂,对基板材料的性能提出了更多更高的要求。在PCB制作上,板材(如多层板)要经受层压、热熔或热风整平等多次热加工;而在覆铜板应用上,SMT(表面贴装技术)的双面贴装的多次焊接以及使用过程受热等,这些均需覆铜板能承受较高的温度。特别是BGA、CSP、MCM等半导体安装基板及高多层板,为

自2014年5月以来,电子产品小型化、多功能化,使得印制电路板朝精细、薄型、多层化方向发展,由于生产与使用工艺日趋复杂,对基板材料的性能提出了更多更高的要求。在PCB制作上,板材(如多层板)要经受层压、热熔或热风整平等多次热加工;而在覆铜板应用上,SMT(表面贴装技术)的双面贴装的多次焊接以及使用过程受热等,这些均需覆铜板能承受较高的温度。特别是BGA、CSP、MCM等半导体安装基板及高多层板,为提高其互连与安装可靠性,更要求覆铜板具备较高的耐热性、热态机械强度与低热膨胀率等。在以玻璃布为增强材料的PCB基板材料中,环氧体系的FR-4覆铜板由于具有诸如高的铜箔剥离强度,良好的绝缘性能和可加丁性,而成为目前通用产品。但是,普通FR-4板玻璃化温度在130-140℃间,Z轴方向热膨胀系数大,耐热性低,钻孔时易产生树脂腻污,加工时收缩大,不利对位等缺点,使用上有一定的局限。为使基板有较低的Z轴热膨胀系数、加工过程中较少地出现孔壁树脂收缩,PCB厂家一般考虑选用较高Tg的耐热性覆铜板。

同时,随着欧盟ROHS和WEEE两条指令的正式实施,对上游的PCB和覆铜板(CCL)生产企业来说,意味着企业不仅要确保所提供的产品符合指令要求,而且要能适应PCB和PCBA制程变化的要求,否则会面临被淘汰的境地。从目前情况看,指令对PCB或CCL的冲击主要是:1、无铅化焊料问题和覆铜板材料的耐热性问题。无铅焊料与传统的Sn-Pb焊料相比,其熔点大大提高。如Sn-Ag-Cu熔点为217℃,相对传统Sn-Pb之熔点183℃,提高34℃之多,从而对覆铜板材料的耐热性提出新的要求。而传统FR-4的T288(基材的耐热分解时间)约2分钟,Td(基材的热分解温度)约310℃,其耐热性难以满足无铅制程要求。2、根据欧盟最新电子产品无卤化要求,IEC、JPCA、IPC联合约定各种产业标准,可接受的卤素含量:溴为900百万分比浓度,氯为900百万分比浓度,卤素的总含量最多为1500百万分比浓度。普通FR-4覆铜板主体树脂是以四溴双酚A为基础的溴化环氧树脂,其中四溴双酚A作为玻璃纤维增强覆铜板的阻燃剂,使覆铜板具有良好的阻燃性,但以溴化环氧树脂为主体的覆铜板其卤素含量远大于100000百万分比浓度。而目前市场上的无卤树脂其卤素含量达到了相关行业要求,但是用其制作的覆铜板其阻燃性能达不到V-0级(UL94标准)。

因此,寻找一种树脂要求其卤素含量小于1500百万分比浓度,同时要求以为主体树脂制作的板材阻燃性能达到V-0级,并且兼具有优良的耐热性能的新型树脂迫在眉睫。

苯并噁嗪分子中不含有卤元素,并且在聚合过程中不释放低分子物质,改善了酚醛树脂的成型加工性、制品孔隙率,使性能大大提高,具有明显的技术先进性,固化时的收缩率几乎为零,优于环氧和不饱和聚酯树脂的成型收缩率,在机械强度方面,苯并噁嗪树脂的拉伸模量、拉伸强度、断裂伸长率等方面的性能均在酚醛、环氧树脂之上;在电性能方面,比如说以双酚A和苯胺为原料合成的苯并噁嗪预聚物,其固化物从常温至150℃,介电常数随波长变化很小,几乎为一常数3.6;在阻燃性能方面,当苯并噁嗪树脂用作印刷电路板的胶粘剂,与卤代环氧树脂相比,在加工性能、介电性能相同的条件下,聚苯并噁嗪燃烧烟雾的浓度、毒性和腐蚀性却低得多;在吸水性能方面,苯并噁嗪树脂具有较低吸水性,固化物的吸水性比酚醛、环氧树脂低。

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