探讨覆铜板Tg的影响因素

吴永光 林仁宗 宏昌电子材料股份有限公司

探讨覆铜板Tg的影响因素

吴永光 林仁宗 宏昌电子材料股份有限公司

通过对胶液的反应性、PP制作过程中的烘烤时间、烘烤温度、PP挥发份、PP存储及压板条件等分析，得到影响覆铜板Tg的一些因素。

反应性；PP；挥发份；Tg

1 前言

玻璃化转变温度（Tg）是覆铜板材料的重要性能指标之一，它体现材料可操作温度及尺寸稳定性。由于覆铜板厂的技术水平不同，制作出来的板材性能存在较大差异，同样是常规溴化树脂，有的厂制作的基板Tg在135℃以上的比例达90%以上，有的厂制作的基板Tg达135℃的不到50%，甚至还有20%～30%的板材Tg在130℃以下。而随着电子科技的发展，无铅制程的出现，下游客户对板材性能的要求越来越高，有的客户要求覆铜板厂提供的板材Tg必须达135℃以上。因此，如何确保制作的覆铜板Tg较高且较稳定，是覆铜板厂必须解决的难题。

2 实验部分

2.1实验原料与仪器

原料：常规溴化黄料GEBR454A80；固化剂双氰胺（DICY）；促进剂2-甲基咪唑（2-MI）；溶剂丙酮（ACE），N，N-二甲基甲酰胺（DMF）。仪器：天平；机械搅拌机；凝胶测试仪；热风烘箱；热压成型机。

2.2胶液配置

按一定比例将环氧树脂GEBR454A80，固化剂双氰胺溶液（用DMF溶解），促进剂2-甲基咪唑溶液（用DMF溶解）及丙酮加入到1升的反应槽中，用机械搅拌器搅拌2小时，静置30min，测试胶液的胶化时间。

2.3半固化片的制作

将浸有胶液的玻璃布挂在热风烘箱里烘烤成半固化片（prepreg，简称P.P），测试半固化片的胶含量、胶化时间、挥发份等。

2.4压合

将裁剪好的半固化片叠好，置于热压成型机进行压合成型，得到覆铜板，取样测试Tg。

2.5分析与检测

用凝胶测试仪测试胶化时间；半固化片的胶化时间测试方法为IPC-TM-650-2.3.18；半固化片的树脂含量测试方法为IPC-TM-650-2.3.16.1；半固化片的挥发份测试方法为IPC-TM-650-2.3.19。Tg用示差扫描量热仪（DSC）测试，测试条件：N2气氛，流速20mL/min，升温速率20℃/min。

3 结果与讨论

3.1胶液反应性快慢对基板Tg的影响

（1）采用相同含浸温度、含浸时间，相同的压合条件，考察胶液反应性对制作基板Tg的影响。在相同含浸温度、含浸时间，相同的压合条件下，基板的Tg随胶液反应性变慢呈下降的趋势。这是因为随着反应性变慢，PP的胶化时间变长，后续压板固化不完全造成。

（2）采用相同含浸温度，控制相同PP胶化时间，相同的压合条件，考察胶液反应性对制作基板Tg的影响。基板的Tg随胶液反应性变慢呈上升趋势，到一定反应性后，Tg就会回落。这应该是反应性过慢，造成固化速度慢，固化不完全造成。

3.2烘烤温度、烘烤时间对基板Tg的影响

3.2.1烘烤温度对基板Tg的影响

相同的胶液配方，相同的PP胶化时间及压板条件下，考察不同烘烤温度对基板Tg的影响。相同的胶液配方，相同的PP胶化时间及压板条件下，基板的Tg随烘烤温度升高呈上升趋势，到一定烘烤温度后，Tg随烘烤温度升高而下降。这是由于温度低时，高沸点溶剂难以排出，影响树脂固化，使基板的Tg较低，而温度过高时，PP表面固化过快，而PP内层树脂固化不足，使基板的Tg下降。

3.2.2烘烤时间对基板Tg的影响

相同的胶液配方，相同的烘烤温度，相同压板条件下，考察烘烤时间对基板Tg的影响。相同的胶液配方，相同的烘烤温度，相同压板条件下，基板的Tg随烘烤时间的延长而上升，但到一定时间后，Tg出现下降趋势。这是由于烘烤时间延长有利于压板阶段，树脂固化更完全，而当时间过长，造成树脂固化程度过高，后续压板固化时，就出现固化过度现象，故Tg有下降趋势。

3.3半固化片挥发份对基板Tg的影响

相同胶液配方，相同压板条件下，考察半固化片的挥发份对基板Tg的影响。基板Tg随PP挥发份的增加而下降。因此，控制好PP的挥发份是保证基板Tg高的重要条件之一。PP的挥发份最好控制在0.3%（含）以内较好。

3.4半固化片的存储对基板Tg的影响

考察半固化片不同存储条件对基板Tg的影响，半固化片的存储条件对基板Tg影响很大。在温度15℃，湿度30%的条件下存储半个月，基板Tg略有下降1～2℃；而在温度25℃，湿度为60%的条件下存储半个月，基板Tg下降非常明显。有资料显示，半固化片需要密封保存，存储条件要控制为温度20℃以下，湿度50%以下，存储期最好不要超过3个月。

3.5压板条件对基板Tg的影响

（1）采用相同的热压温度和压力，考察热压过程，高温段时间对基板Tg的影响。相同热压温度和压力下，高温段的热压时间长有利于树脂固化完全，基板Tg高，但热压时间过长，也会固化过度，造成基板Tg下降。

（2）采用相同的高温段的时间和压力，考察不同固化温度对基板Tg的影响。相同热压时间和压力下，高温有利于树脂固化完全，基板Tg升高，但温度过高，固化过度，造成Tg下降。

4 结论

（1）胶液反应性快慢对制作基板Tg有影响，过快或过慢得到的基板Tg都不高，因此，要按照各个厂家的生产能力来选择合适的反应性。

（2）半固化片制作过程中，烘烤温度、烘烤时间、半固化片的挥发份等对制作基板的Tg影响较大，因此，各厂家应找出能满足自身设备的烘烤温度及线速，确保半固化片的挥发份控制在0.3%以下。

（3）由于半固化片随着放置的时间而变化，又很容易吸水，影响半固化片的性能，因此，半固化片必须密封保存，存储温度应控制在20℃以下，湿度控制在50%以下，存储时间不超过3个月。

（4） 压合时的温度及时间对基板Tg也有影响，应选择合适的压合条件。

［1］ 刘涛.玻璃化转变温度对层压板性能的影响［J］.浙江林学院学报， 1999，16（3） 297-302.