高性能环氧基覆铜板的并用固化体系研究

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覆铜箔层压板(Copper Clad Laminate,CCL,简称覆铜板)最主要的用途是制造印制电路板(Printed Circuits Board,PCB),其广泛用于电子通讯和仪器仪表,是电子工业的基础材料。随着电子安装无铅化制程的应用和PCB高密度互连(High DensityInterconnection,HDI)技术的发展,CCL基板的耐热性和可靠性均面临新的挑战。本文研究了线型酚醛树脂(PN)在环氧树脂(Epoxy Resin,EP)基覆铜板中的应用,考察了EP/PN固化体系中促进剂种类、PN用量、PN软化点等对覆铜板工艺性和产品性能的影响。研究表明,2-乙基-4-甲基咪唑(2E4MZ)和三苯基膦(TPP)可用作EP/PN体系的促进剂,且前者具有更优异的层压加工窗口、更高的剥离强度和更高的玻璃化转变温度。在EP/PN体系中,不同的羟基/环氧基当量比影响着体系的流变特性、固化温度、Tg和Td。固化环氧树脂时,PN软化点越低,其胶液黏度越小、凝胶化时间越长,且半固化片最低熔融点越高而固化温度越低,同时制成板材的剥离强度越高,Tg越低。同时本文研究了二氨基二苯砜(Diamino Diphenyl Sulfone,DDS)在环氧树脂基覆铜板中的应用,比较DDS与其他芳香胺类固化剂、双氰胺(DICY)和PN的性能差异,考察EP/DDS体系中溶剂和促进剂种类对覆铜板工艺性和产品性能的影响。研究表明,DDS固化环氧树脂表现出接近于PN固化剂的耐热性(包含耐热极限、Td、热分层时间)和接近于DICY固化剂的粘结性能(剥离强度),且Tg明显更高。而不同种类溶剂对EP/DDS的反应活性和板材性能有一定的影响。同时发现EP/DDS最有效的促进剂是三氟化硼单乙胺络合物(BF3MEA),且需要合适的促进剂用量才可以达到降低固化反应温度的同时而不影响固化产物Tg。使用合适比例的BF3MEA/2E4MZ复合促进剂,可以达到固化效率和产物Tg两者的平衡。综合前期实验结论,通过应用并用固化剂技术,辅以复合促进剂技术,以开发综合性能优异、性价比高的覆铜板产品。研制出的高性能环氧基覆铜板,具有符合IPC4101/126标准的产品综合性能,优异的PCB加工特性和较低的成本。
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