CN100589972C - 适应无铅制程的环氧玻璃布基覆铜箔板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属电子信息技术领域，具体为一种适应无铅化制程的环氧玻璃基覆铜箔板。该覆铜板由无铅环氧树脂为粘合剂胶粘的叠层玻璃纤维布为基板，再覆上铜箔经热压制备获得，其厚度为0.05-3.2mm，铜箔厚度为H0Z-30Z。制备方法包括混合调胶、上胶、制半固化片，排版、压制等步骤。本发明制备的覆铜箔板具有良好的机械力学性能，可广泛用作电脑、手机等电路印刷板。
Description
技术领域
本发明属电子信息技术领域，具体涉及一种适应无铅制程的环氧玻璃布基覆铜箔板及其制备方法。
技术背景
欧盟(EU)的″电气电子产品废弃物指令案(WEEE)″和″关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令案(ROHS)″正式公布，并且决定于2006年7月1日起施行。投放于市场的新电子和电气产品，不能含有六种有害物，其中第一种就是含铅化合物。两个指令的实施，标志着全球电子业界将进入无铅化生产的时代。几年来，电子产品以及PCB的无铅化开展，″催生″的一类新型覆铜箔板，它像一个初生的婴儿需要对她进行抚育、培养，让其成长走向成熟。
IPC负责标准、技术和国际协作工作的副总裁--David.W.Bergmon先生，在2005年第四期的《电子制程杂志》中谈到，″在未来两年内，欧盟和中国的环保指令将持续的成为业界最热门的主题，欧盟ROHS的材料禁止指令和WEEE的回收指令的要求，成为电子业者的当务之急。这些变化是会从基础原材料层次影响到整个电子产业……实施无铅化焊料之后，更高的工艺温度，对印制电路板是个挑战，这带来了许多可靠性问题。表面处理方式需要切换到无铅方案上，高层数的多层印制电路板的层压板和电镀通孔可靠性问题显得非常重要，印制电路板制造商需要比以往更加清楚他们所用的层压板情况。基于产品类型，重新考虑层压板在更高温度下是否会产生分层，同时关注层压板在Z轴方向的热膨胀情况。″现在无铅化工作初期开展中，PCB的基板材料将是很突出的问题之一。
适应无铅化的覆铜箔板特性是多项性能组合的一种体现，像玻璃化温度、热分解温度、热膨胀系数、热分层时间、耐湿性等性能项目共同构成了它的″无铅性″。通过这几项的不同水平搭配，组成不同的性能特点的系列产品，发展其产品的多样化。
适应含铅化的覆铜箔板已经生产使用了三十多年，积累了丰富的经验，无铅化的全面切换的时间，仅仅是几年，因此，包括使用基板材料方面在内，电子产品安装无铅化的各方面工作开展，仍处在摸索阶段，它肯定会在今后一段时间出现″事故″和遇到一时不好彻底解决的难题。这样，PCB实施无铅化中，基板材料的选择和性能上的改进、提高成为了一个更加突出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种适应无铅化制程的环氧玻璃布基覆铜箔板及其制备方法。
本发明提出的适应无铅化制程的环氧玻璃布基覆铜箔板，由无铅环氧树脂为主要粘合剂胶粘的叠层玻璃纤维布为基板，再覆上铜箔经热压而制备获得，板的厚度为0.05-3.2mm，其中，所用的铜箔厚度为HOZ-3OZ。
本发明的环氧玻璃布基覆铜箔板的制备方法如下：
1、混合调胶：
胶体的组分按重量份额计为：
无铅环氧树脂 133
酚醛固化剂 70-80
二甲基咪唑 0.055-0.075
乙二醇单甲醚 8-12
滑石粉(作为添加剂) 5-10，
将上各组分充分混合均匀；
2、上胶，制半固化片：
将玻璃纤维布上胶，在150-210℃烘箱内烘干，
半固化片上胶速度为12-15m/min，
半固化片控制参数：胶化时间为110-135sec，树脂含量为41.5-43.5％，树脂流动度为18-23％，挥发份＜0.75％；
3、排版，压制：
将半固化片4-10张叠合，再与铜箔覆合；
压制：
真空度：-0.095～-0.099MPa
压力：300-480psi，
热盘温度：135-215℃，
压板时间90-100分钟，
固化时间：45-60分钟。
上述环氧玻璃布基覆铜板可以有各种不同的规格尺寸，如：36×48，40×48，42×48，37×49，41×49，43×49，36.5×48.5，40.5×48.5，42.5×48.5等。单位为：英寸。
玻璃纤维布可选用E级，规格可选用7628、1500、2116、2313、1080或106等。
铜箔的可以选用HOZ、1OZ、2OZ、3OZ等。
由本发明制备的环氧玻璃布基覆铜箔板具有良好的机械力学性能，可广泛用作电脑、手机等的电路印刷板。
具体实施方式
原料：
a、E级玻璃纤维布
组份：
| SiO<sub>2</sub> | 55.2 | Na<sub>2</sub>O和K<sub>2</sub>O | 0.5 |
| AL<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 14.8 | B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 7.3 |
| CaO | 18.6 | Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | 0.3 |
| MgO | 3.3 |
性能指标(7628)：
| 检验项目名称 | 技术要求 |
| 厚度(mm) | 0.18±0.018 |
| 重量(g/m<sup>2</sup>) | 203±5 |
| 经纱密度(根/cm) | 17.5±1 |
| 纬纱密度(根/cm) | 12.2±1 |
| 经向断裂强度 | ≥295N/2.5cm |
| 纬向断裂强度 | ≥250N/2.5cm |
| 燃烧损失率(％) | 0.10-0.26 |
| 碱金属氧化物含量(％) | ≤0.8 |
该玻缡纤维抗拉强度高，电绝缘性能好、尺寸稳定、耐高温，是良好的增强绝缘材料。
b、无铅环氧树脂
化学组成：溴化双酚A树脂(75％)+丙酮(25％)
树脂规格：
| 项目 | 规格 |
| 环氧当量EEW(g/eq) | 320～380 |
| 可水解氯(ppm) | 500Max |
| 固形份(wt％) | 74～76 |
| 黏度(mPa·s/25℃) | 1500Max |
| 溴含量(wt％) | 18～21 |
| 颜色 | 棕色 |
参考配方：
| 项目 | 重量 |
| 无铅环氧树脂 | 133phr |
| 酚醛固化剂 | 75phr |
| 二甲基咪唑 | 0.065phr |
| 溶剂 | 32phr |
| 固形份 | 63.2％ |
| Varnish Gel Time(171℃，s) | 200～300 |
| Prepreg Gel Time(171℃，s) | 80～120 |
此规格无铅环氧树脂特性为易流动，与玻璃纤维含浸性佳，硬化接着性良好，热压过程中树脂动黏度变化小、加工温度范围宽、硬化性完全。易于操作且品质稳定。
c、电解铜箔
性能指标(HOZ)：
| 标重 | g/m<sup>2</sup> | 155.4 |
| Ra | um | 0.23 |
| Rz | um | 4.65 |
| 抗剥强度 | N/mm | 1.48 |
| 抗拉强度 | Mpa | 344.8 |
| 延伸率 | ％ | 4.5 |
| 氧化性 | 200℃/0.5h | Pass |
由于多层印制板在压合进的热量会使铜箔发生再结晶现象，需要在高温时也能有和常温时一样的高延伸率，以保证印制板制作过程中不出现裂环现象。
产品的主要技术参数：
基板物性
此无铅基板具有优良机械强度、机械物性、耐电化性、耐燃性等，适用于PCB及多层板机造加工。
实施例1：
1、调胶配方(按重量份额计)：
无铅环氧树脂∶酚醛固化剂∶乙二醇单甲醚∶二甲基咪唑∶层状粘土矿物质(添加剂)133∶75∶10∶0.06∶5
2、上胶烘干：
烘箱温度设置：155-205℃
半固化片上胶速度：14.8m/min
3、半固化片控制参数 胶化时间：115sec 树脂含量：43.0％
树脂流动度：20.5％ 挥发份：0.25％
4、板料排板层数：8张7628半固化片(1.6mm)
5、压板参数：真空度：-0.097MPa
压力：300-450psi
热盘温度：135-215℃
固化时间：50分钟
6基板性能参数：
实施例2：
1调胶配方：
无铅环氧树脂∶酚醛固化剂∶乙二醇单甲醚∶二甲基咪唑∶层状粘土矿物质(添加剂)133∶75∶10∶0.065∶8
2上胶烘干参数：
烘箱温度设置：155-205℃
半固化片上胶速度：14.2m/min
3半固化片控制参数 胶化时间：122sec 树脂含量：42.8％
树脂流动度：20.0％ 挥发份：0.27％
4板料排板层数：8张7628半固化片(1.6mm)
5压板参数：真空度：-0.096MPa
压力：310-460psi
热盘温度：135-215℃
固化时间：55分钟
6基板性能参数：
实施例3
1调胶配方：
无铅环氧树脂∶酚醛固化剂∶乙二醇单甲醚∶二甲基咪唑∶层状粘土矿物质(添加剂)133∶75∶10∶0.07∶10
2上胶烘干参数：
烘箱温度设置：150-200℃
半固化片上胶速度：13.8m/min
3半固化片控制参数 胶化时间：130sec 树脂含量：42.6％
树脂流动度：19.8％ 挥发份：0.30％
4板料排板层数：8张7628半固化片(1.6mm)
5压板参数：真空度：-0.098MPa
压力：320-470psi
热盘温度：135-215℃
固化时间：60分钟
6基板性能参数：
Claims (2)
1、一种适应无铅制程的环氧玻璃布基覆铜箔板的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)混合调胶：
胶体的组分按重量份额计为：
无铅环氧树脂 133
酚醛固化剂 70-80
二甲基咪唑 0.055-0.075
乙二醇单甲醚 8-12
滑石粉 5-10，
将上各组分充分混合均匀；
(2)上胶，制半固化片：
将玻璃纤维布上胶，在150-210℃烘箱内烘干，
半固化片上胶速度为12-15m/min，
半固化片控制参数：胶化时间为110-135sec，树脂含量为41.5-43.5％，树脂流动度为18-23％，挥发份＜0.75％；
(3)排版，压制：
将半固化片4-10张叠合，再与铜箔覆合；
压制：
真空度：-0.095～-0.099MPa
压力：300-480psi，
热盘温度：135-215℃，压板时间90-100分钟，
固化时间：45-60分钟。
2、一种由权利要求1所述的制备方法制备获得的适应无铅制程的环氧玻璃布基覆铜箔板，板的厚度为0.05-3.2mm，其中，所用的铜箔厚度为H0Z-30Z。
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| CN200610025687A CN100589972C (zh) | 2006-04-13 | 2006-04-13 | 适应无铅制程的环氧玻璃布基覆铜箔板及其制备方法 |
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| CN200610025687A CN100589972C (zh) | 2006-04-13 | 2006-04-13 | 适应无铅制程的环氧玻璃布基覆铜箔板及其制备方法 |
Publications (2)
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| CN1827365A CN1827365A (zh) | 2006-09-06 |
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| "无铅"FR-4覆铜板的开发. 辜信实.第六届全国覆铜板技术·市场研讨会报告集. 2005 |
| "无铅"FR-4覆铜板的开发. 辜信实.第六届全国覆铜板技术·市场研讨会报告集. 2005 * |
| 国外FR-4基板材料用环氧树脂的发展. 祝大同.热固性树脂. 1999 |
| 国外FR-4基板材料用环氧树脂的发展. 祝大同.热固性树脂. 1999 * |
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