探討覆銅板Tg的影響因素

吳永光 林仁宗 宏昌電子材料股份有限公司

探討覆銅板Tg的影響因素

吳永光 林仁宗 宏昌電子材料股份有限公司

通過對膠液的反應(yīng)性、PP制作過程中的烘烤時間、烘烤溫度、PP揮發(fā)份、PP存儲及壓板條件等分析，得到影響覆銅板Tg的一些因素。

反應(yīng)性；PP；揮發(fā)份；Tg

1 前言

玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）是覆銅板材料的重要性能指標(biāo)之一，它體現(xiàn)材料可操作溫度及尺寸穩(wěn)定性。由于覆銅板廠的技術(shù)水平不同，制作出來的板材性能存在較大差異，同樣是常規(guī)溴化樹脂，有的廠制作的基板Tg在135℃以上的比例達(dá)90%以上，有的廠制作的基板Tg達(dá)135℃的不到50%，甚至還有20%～30%的板材Tg在130℃以下。而隨著電子科技的發(fā)展，無鉛制程的出現(xiàn)，下游客戶對板材性能的要求越來越高，有的客戶要求覆銅板廠提供的板材Tg必須達(dá)135℃以上。因此，如何確保制作的覆銅板Tg較高且較穩(wěn)定，是覆銅板廠必須解決的難題。

2 實驗部分

2.1實驗原料與儀器

原料：常規(guī)溴化黃料GEBR454A80；固化劑雙氰胺（DICY）；促進(jìn)劑2-甲基咪唑（2-MI）；溶劑丙酮（ACE），N，N-二甲基甲酰胺（DMF）。儀器：天平；機械攪拌機；凝膠測試儀；熱風(fēng)烘箱；熱壓成型機。

2.2膠液配置

按一定比例將環(huán)氧樹脂GEBR454A80，固化劑雙氰胺溶液（用DMF溶解），促進(jìn)劑2-甲基咪唑溶液（用DMF溶解）及丙酮加入到1升的反應(yīng)槽中，用機械攪拌器攪拌2小時，靜置30min，測試膠液的膠化時間。

2.3半固化片的制作

將浸有膠液的玻璃布掛在熱風(fēng)烘箱里烘烤成半固化片（prepreg，簡稱P.P），測試半固化片的膠含量、膠化時間、揮發(fā)份等。

2.4壓合

將裁剪好的半固化片疊好，置于熱壓成型機進(jìn)行壓合成型，得到覆銅板，取樣測試Tg。

2.5分析與檢測

用凝膠測試儀測試膠化時間；半固化片的膠化時間測試方法為IPC-TM-650-2.3.18；半固化片的樹脂含量測試方法為IPC-TM-650-2.3.16.1；半固化片的揮發(fā)份測試方法為IPC-TM-650-2.3.19。Tg用示差掃描量熱儀（DSC）測試，測試條件：N2氣氛，流速20mL/min，升溫速率20℃/min。

3 結(jié)果與討論

3.1膠液反應(yīng)性快慢對基板Tg的影響

（1）采用相同含浸溫度、含浸時間，相同的壓合條件，考察膠液反應(yīng)性對制作基板Tg的影響。在相同含浸溫度、含浸時間，相同的壓合條件下，基板的Tg隨膠液反應(yīng)性變慢呈下降的趨勢。這是因為隨著反應(yīng)性變慢，PP的膠化時間變長，后續(xù)壓板固化不完全造成。

（2）采用相同含浸溫度，控制相同PP膠化時間，相同的壓合條件，考察膠液反應(yīng)性對制作基板Tg的影響?；宓腡g隨膠液反應(yīng)性變慢呈上升趨勢，到一定反應(yīng)性后，Tg就會回落。這應(yīng)該是反應(yīng)性過慢，造成固化速度慢，固化不完全造成。

3.2烘烤溫度、烘烤時間對基板Tg的影響

3.2.1烘烤溫度對基板Tg的影響

相同的膠液配方，相同的PP膠化時間及壓板條件下，考察不同烘烤溫度對基板Tg的影響。相同的膠液配方，相同的PP膠化時間及壓板條件下，基板的Tg隨烘烤溫度升高呈上升趨勢，到一定烘烤溫度后，Tg隨烘烤溫度升高而下降。這是由于溫度低時，高沸點溶劑難以排出，影響樹脂固化，使基板的Tg較低，而溫度過高時，PP表面固化過快，而PP內(nèi)層樹脂固化不足，使基板的Tg下降。

3.2.2烘烤時間對基板Tg的影響

相同的膠液配方，相同的烘烤溫度，相同壓板條件下，考察烘烤時間對基板Tg的影響。相同的膠液配方，相同的烘烤溫度，相同壓板條件下，基板的Tg隨烘烤時間的延長而上升，但到一定時間后，Tg出現(xiàn)下降趨勢。這是由于烘烤時間延長有利于壓板階段，樹脂固化更完全，而當(dāng)時間過長，造成樹脂固化程度過高，后續(xù)壓板固化時，就出現(xiàn)固化過度現(xiàn)象，故Tg有下降趨勢。

3.3半固化片揮發(fā)份對基板Tg的影響

相同膠液配方，相同壓板條件下，考察半固化片的揮發(fā)份對基板Tg的影響?；錞g隨PP揮發(fā)份的增加而下降。因此，控制好PP的揮發(fā)份是保證基板Tg高的重要條件之一。PP的揮發(fā)份最好控制在0.3%（含）以內(nèi)較好。

3.4半固化片的存儲對基板Tg的影響

考察半固化片不同存儲條件對基板Tg的影響，半固化片的存儲條件對基板Tg影響很大。在溫度15℃，濕度30%的條件下存儲半個月，基板Tg略有下降1～2℃；而在溫度25℃，濕度為60%的條件下存儲半個月，基板Tg下降非常明顯。有資料顯示，半固化片需要密封保存，存儲條件要控制為溫度20℃以下，濕度50%以下，存儲期最好不要超過3個月。

3.5壓板條件對基板Tg的影響

（1）采用相同的熱壓溫度和壓力，考察熱壓過程，高溫段時間對基板Tg的影響。相同熱壓溫度和壓力下，高溫段的熱壓時間長有利于樹脂固化完全，基板Tg高，但熱壓時間過長，也會固化過度，造成基板Tg下降。

（2）采用相同的高溫段的時間和壓力，考察不同固化溫度對基板Tg的影響。相同熱壓時間和壓力下，高溫有利于樹脂固化完全，基板Tg升高，但溫度過高，固化過度，造成Tg下降。

4 結(jié)論

（1）膠液反應(yīng)性快慢對制作基板Tg有影響，過快或過慢得到的基板Tg都不高，因此，要按照各個廠家的生產(chǎn)能力來選擇合適的反應(yīng)性。

（2）半固化片制作過程中，烘烤溫度、烘烤時間、半固化片的揮發(fā)份等對制作基板的Tg影響較大，因此，各廠家應(yīng)找出能滿足自身設(shè)備的烘烤溫度及線速，確保半固化片的揮發(fā)份控制在0.3%以下。

（3）由于半固化片隨著放置的時間而變化，又很容易吸水，影響半固化片的性能，因此，半固化片必須密封保存，存儲溫度應(yīng)控制在20℃以下，濕度控制在50%以下，存儲時間不超過3個月。

（4） 壓合時的溫度及時間對基板Tg也有影響，應(yīng)選擇合適的壓合條件。

［1］ 劉濤.玻璃化轉(zhuǎn)變溫度對層壓板性能的影響［J］.浙江林學(xué)院學(xué)報， 1999，16（3） 297-302.