近年來隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展,對用于覆銅板的環(huán)氧樹脂提出了更多、更新的要求,據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹,這種要求主要有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、阻擋紫外光(UV)和自動光學(xué)檢測(AOI)功能、低介電常數(shù)、RCC、無鹵型產(chǎn)品等方面。
高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg反映環(huán)氧樹脂基體隨溫度升降而產(chǎn)生的一種物理變化。在常溫時基體是剛性的“玻璃態(tài)”,當(dāng)溫度升高到某一個區(qū)域時基體將由“玻璃態(tài)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤案邚棏B(tài)”,此時的溫度稱為該基體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。換句話說Tg是基體保持剛性的最高溫度(℃),基體的Tg取決于所采用的樹脂。傳統(tǒng)的FR-4覆銅板是采用二官能的溴化雙酚A型環(huán)氧樹脂,Tg一般為130℃左右。為了提高基體的Tg業(yè)中多數(shù)采用諾伏拉克環(huán)氧樹脂。由于諾伏拉克環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中含有2個以上的環(huán)氧基,固化物交聯(lián)密度高Tg相應(yīng)提高,基體的耐熱性、耐化學(xué)性以及尺寸穩(wěn)定性等相應(yīng)地得到改善。諾伏拉克環(huán)氧樹脂由于結(jié)構(gòu)含有多環(huán)氧基,基體的耐熱性等性能會有明顯提高,但是產(chǎn)品脆性較大、粘合性較差,在環(huán)氧樹脂覆銅板生產(chǎn)中一般不單獨使用,而是與雙酚A型環(huán)氧樹脂配合使用。諾伏拉克環(huán)氧樹脂的使用量一般為環(huán)氧樹脂總量的20~30%,在諾伏拉克環(huán)氧樹脂中選用雙酚A諾伏拉克環(huán)氧樹脂可以獲得更佳的綜合效果。
阻擋紫外光(UV)和自動光學(xué)檢測(AOI)功能。隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展印制電路高精度、高密度化,在雙面印制板和多層印制板的制造過程中,廣泛采用液體光敏阻焊劑和兩面同時暴光的新工藝。由于紫外光(UV)可以穿透基板,兩面的線路圖形相互干擾、出現(xiàn)重影造成廢品,為避免出現(xiàn)重影基體用的環(huán)氧樹脂必須具有阻擋紫外光(UV blocking)的功能。目前行業(yè)中一般的做法是,在環(huán)氧樹脂體系中添加四官能基環(huán)氧樹脂或UV吸收劑,利用其本身具備熒光發(fā)色團性質(zhì),吸收UV光,達到阻擋的效果。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹,1995年我國就成功開發(fā)了具有阻擋UV和AOI功能的環(huán)氧樹脂覆銅板,同時還開發(fā)相應(yīng)的檢測方法和檢測儀器,該檢測方法被國際電工委員會(IEC)所確認,標(biāo)準(zhǔn)號IEC1189-2C11。AOI功能在印制線路板品質(zhì)檢查工作中,隨著產(chǎn)量擴大和線路高密度化,采用傳統(tǒng)的人工檢查的方法已經(jīng)不能適應(yīng)了,一些較大的企業(yè)廣泛采用自動光學(xué)檢測(AOI)的新技術(shù)。要求基板中的環(huán)氧樹脂必須具備AOI功能,AOI儀器采用氬激光作光源,基板中的環(huán)氧樹脂必須能吸收氬激光、并激發(fā)出較低能量的熒光,通過測定基板上的熒光,實現(xiàn)對印制線路板外觀缺陷的自動光學(xué)檢測。
低介電常數(shù)又一個重要指標(biāo)。隨著通信技術(shù)的發(fā)展信息處理和信息傳播的高速化,迫切希望提供一種可滿足高頻條件下使用的低介電常數(shù)的覆銅板。在高頻線路中頻率一般都超過300 MHz,高頻線路信號傳播速度與基體的介電常數(shù)有關(guān),基體的介電常數(shù)越低信號的傳播速度越快,要實現(xiàn)信號的高速傳播就必須選用低介電常數(shù)的板材。另外基體在電場的作用下,由于發(fā)熱而消耗能量使高頻信號傳播效率下降。可見作為高頻線路用的覆銅板,必須選用低介電常數(shù)和低介電損耗角正切的樹脂,但是目前FR-4覆銅板用的環(huán)氧樹脂介電常數(shù)偏高,滿足高頻線路的使用有困難。在高頻線路中多數(shù)采用聚四氟乙烯,聚四氟乙烯具有優(yōu)秀的介電性能,但與環(huán)氧樹脂相比存在以下缺點:加工性差,綜合性能欠佳,成本高。環(huán)氧樹脂雖然介電常數(shù)和介電損耗角正切偏高,但具有加工性好、綜合性能優(yōu)秀,價格適宜、貨源充足等優(yōu)點,若采用改性的方法在環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中引入極性小、體積大的基團,降低固化物中極性基團的含量,可使樹脂的介電性能得到改善,改性后的環(huán)氧樹脂有可能成為一種成本效益理想的高頻材料。
RCC。積層法多層板是近幾年發(fā)展起來的、用于制造高密度、小孔徑多層印制線路板的一項新技術(shù),隨著BUM的迅速發(fā)展,作為其主要材料的涂樹脂銅箔得到了相應(yīng)的發(fā)展。RCC的結(jié)構(gòu)RCC是由表面經(jīng)粗化、耐熱、防氧化等處理的高溫延伸性銅箔和B階樹脂組成的。RCC多數(shù)采用環(huán)氧樹脂,RCC的樹脂層應(yīng)具備與FR-4粘結(jié)片相同的工藝性能,還要滿足積層法多層板的以下要求:高絕緣可靠性和微導(dǎo)通孔可靠性,高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg),阻燃性,低介電常數(shù)和低吸水率,與內(nèi)層板有良好的粘合性,固化后樹脂層厚度均勻,對銅箔有較好的粘合強度。RCC制造過程中要求將樹脂均勻地涂布在銅箔上,樹脂層的厚度偏差控制在±2mm以內(nèi),因此必須采用高精度的涂布設(shè)備,同時生產(chǎn)環(huán)境必須高度凈化。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹說,RCC具有很多優(yōu)點:有利于多層板的輕量化和薄形化,有利于介電性能的改善,有利于激光、等離子體的蝕孔加工,對于12um等薄銅箔容易加工,可以使用普通印制板生產(chǎn)線,無須新的設(shè)備投資等。
最后是關(guān)于無鹵型產(chǎn)品的要求。目前在環(huán)氧樹脂覆銅板生產(chǎn)中阻燃型產(chǎn)品居多,占90%以上,從安全角度考慮用戶要求產(chǎn)品必須通過UL安全認證,阻燃性必須達到V-0級。國外有些研究機構(gòu)提出,鹵素阻燃劑在燃燒過程中會產(chǎn)生有毒的物質(zhì),危害人體健康和污染環(huán)境。國際上特別是歐洲對這個問題表示強烈關(guān)注,歐共體(EC)環(huán)保委員會提議限期在電器和電子產(chǎn)品中禁止使用含鹵素的阻燃材料,開發(fā)無鹵性阻燃覆銅板已成為行業(yè)中一項重要課題勢在必行。從化學(xué)角度考慮具有阻燃功能的元素除鹵族元素(F、Cl、Br、I)外,還有V族的N、P等元素。實驗證明在環(huán)氧樹脂體系中引入N和P等元素,并配合適當(dāng)?shù)淖枞贾鷦┩瑯涌梢垣@得滿意的阻燃效果。
眾所周知,酚醛樹脂可以作為環(huán)氧樹脂的固化劑使用,如果采用酚醛樹脂對環(huán)氧樹脂進行改性,則可以加大環(huán)氧樹脂的交聯(lián)密度,進一步提高其耐熱性和降低其熱膨脹系數(shù)等,如環(huán)氧樹脂的改性既可以提高環(huán)氧樹脂的阻燃性能,又可以提高其耐熱性和尺寸穩(wěn)定性。