熱固性樹(shù)脂組合物制作特種三層線(xiàn)路板研究

葉錦華 文軍 蔡卓弟

摘 要： 熱固性樹(shù)脂其分子結(jié)構(gòu)為體型，它包括大部分的縮合樹(shù)脂，熱固性樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)是耐熱性高，受壓不易變形。其缺點(diǎn)是機(jī)械性能較差。熱固性樹(shù)脂有酚醛、環(huán)氧、氨基、不飽和聚酯以及硅醚樹(shù)脂等。對(duì)于印制板的主材料覆銅箔板，按照歐盟RoHs法令禁用有毒害的聚溴聯(lián)苯（PBB）與聚溴聯(lián)苯醚（PBDE）規(guī)定，這涉及到覆銅箔板取消含溴阻燃劑。目前，國(guó)際上先進(jìn)的國(guó)家都已經(jīng)開(kāi)始大量采用無(wú)鹵素覆銅箔板，而國(guó)內(nèi)無(wú)鹵素覆銅箔板產(chǎn)品僅在含外資的大型企業(yè)開(kāi)發(fā)成功，許多中小覆銅箔板企業(yè)仍停留在傳統(tǒng)的覆銅箔板生產(chǎn)上，未能適應(yīng)環(huán)保禁令要求。

關(guān)鍵詞： 熱固性樹(shù)脂組合物；特種三層線(xiàn)路板；環(huán)保

合成樹(shù)脂在加熱、加壓下或在固化劑、紫外光作用下，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，交聯(lián)固化成為不溶不熔物質(zhì)的一大類(lèi)。這種樹(shù)脂在固化前一般為分子量不高的固體或粘稠液體；在成型過(guò)程中能軟化或流動(dòng)，具有可塑性，可制成一定形狀，同時(shí)又發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而交聯(lián)固化；有時(shí)放出一些副產(chǎn)物，如水等。此反應(yīng)是不可逆的，一經(jīng)固化，再加壓加熱也不可能再度軟化或流動(dòng)；溫度過(guò)高，則分解或碳化。這也就是與熱塑性樹(shù)脂的基本區(qū)別。

固化和玻璃化是兩個(gè)完全不同的過(guò)程，熱固型樹(shù)脂固化溫度以上才能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，而玻璃態(tài)到高彈態(tài)轉(zhuǎn)變是相變問(wèn)題。一個(gè)是化學(xué)過(guò)程、一個(gè)是物理過(guò)程，研究玻璃化的時(shí)候可以不理固化的問(wèn)題。對(duì)應(yīng)到工程上就是固化的時(shí)候看固化溫度，樹(shù)脂的最高工作溫度看玻璃化溫度。

突出撓性印制板輕、薄、柔特性的關(guān)鍵是撓性覆銅箔板材料，許多數(shù)字化電子設(shè)備需要應(yīng)用高性能撓性覆銅箔板材料。目前提高撓性覆銅箔板性能的方向是無(wú)粘結(jié)劑撓性覆銅箔板材料。

IC封裝載板已是印制板的一個(gè)分支，現(xiàn)在以BGA、CSP為代表的新型IC封裝中被大量應(yīng)用。IC封裝載板使用的是高頻性能好、耐熱性與尺寸穩(wěn)定性高的薄型有機(jī)基板材料。高性能材料在國(guó)外已推出應(yīng)用，并在進(jìn)一步改進(jìn)提高并有新材料產(chǎn)生，相比之下國(guó)內(nèi)同行在許多高性能材料方面還處于空白。

為使中國(guó)成為印制電路產(chǎn)業(yè)的大國(guó)與強(qiáng)國(guó)，迫切需要有中國(guó)產(chǎn)的特種三層線(xiàn)路板用材料。

由糠醛或糠醇本身進(jìn)行均聚或與其它單體進(jìn)行共縮聚而得到的縮聚產(chǎn)物，習(xí)慣上稱(chēng)為呋喃樹(shù)脂。這類(lèi)樹(shù)脂的品種很多，其中以糠醛苯酚樹(shù)脂、糠醛丙酮樹(shù)脂及糠醇樹(shù)脂較為重要。

（1）糠醛苯酚樹(shù)脂。糠醛可與苯酚縮聚生成二階熱固性樹(shù)脂，縮聚反應(yīng)一般用堿性催化劑。常用的堿性催化劑有氫氧化鈉、碳酸鉀或基它堿土金屬的氫氧化物。糠醛苯酚樹(shù)脂的主要特點(diǎn)是在給定的固化速度時(shí)有較長(zhǎng)的流動(dòng)時(shí)間，這一工藝性能使它適宜用作模塑料。用糠醛苯酚樹(shù)脂制備的壓塑粉特別適于壓制形狀比較復(fù)雜或較大的制品。模壓制品的耐熱性比酚醛樹(shù)脂好，使用溫度可以提高10～20℃，尺寸穩(wěn)定性、電性能也較好。

（2）糠醛丙酮樹(shù)脂。糠醛與丙酮在堿性條件下進(jìn)行縮合反應(yīng)形成糠酮單體繽紛可與甲醛在酸性條件下進(jìn)一步縮聚，使糠酮單體分子間以次甲基鍵連接起來(lái)，形成糠醛丙酮樹(shù)脂。

（3）糠醇樹(shù)脂。糠醇在酸性條件下很容易縮聚成樹(shù)脂。一般認(rèn)為，在縮聚過(guò)程中糠醇分子中的羥甲基可以與另一個(gè)分子中的α氫原子縮合，形成次甲基鍵，縮合形成的產(chǎn)物中仍有羥甲基，可以繼續(xù)進(jìn)行縮聚反應(yīng)，最終形成線(xiàn)型縮聚產(chǎn)物糠醇樹(shù)脂。

呋喃樹(shù)脂的性能及應(yīng)用——未固化的呋喃樹(shù)脂與許多熱塑性和熱固性樹(shù)脂有很好的混容性能，因此可與環(huán)氧樹(shù)脂或酚醛樹(shù)脂混合來(lái)加以改性。固化后的呋喃樹(shù)脂耐強(qiáng)酸（強(qiáng)氧化性的硝酸和硫酸除外）、強(qiáng)堿和有機(jī)溶劑的侵蝕，在高溫下仍很穩(wěn)定。呋喃樹(shù)脂主要用作各種耐化學(xué)腐蝕和耐高濁的材料，對(duì)于熱固性樹(shù)脂組合物制作特種三層線(xiàn)路板研究有重要啟示作用。