高相比漏电起痕指数无铅兼容CEM3覆铜板制备方法.pdf

本发明公开了一种高相比耐漏电起痕指数无铅兼容复合基覆铜板CEM-3制备方法，其工艺流程是用低溴环氧树脂/酚醛为主固化剂，加入填料配制芯料胶水浸渍玻纤纸，在温度130-210℃下使其成半固化状态制成芯料；用环氧树脂/酚醛加入氢氧化铝或氢氧化镁作填料配制面料胶水浸渍玻纤布，在温度130-210℃下使其成半固化状态制成面料；叠加1-20张芯料，在表面上贴面料，在面料上覆铜箔，温度80-200℃、压力10-60Kg/cm2和真空度-60mmHg下热压成型。本发明制备的CEM-3覆铜板同时具有CTI≥600V，较高的耐热性和良好的耐CAF，克服了现行工艺制备的CEM-3板材CTI 175-249V、耐热性和耐CAF较差的缺陷，使其更适应在潮湿条件下长期工作，具有高的耐热及电气可靠性。

1.  高相比漏电起痕指数无铅兼容CEM-3覆铜板制备方法，其特征是按以下工艺流程进行：

1.  a用低溴环氧树脂/酚醛为主固化剂，加入氢氧化镁或硅微粉或高岭土作填料配制芯料胶水；

1.  b用上述芯料胶水浸渍玻纤纸，在温度130℃-210℃下使其成半固化状态，制成芯料；

1.  c用环氧树脂/酚醛的固化体系，加入氢氧化铝或氢氧化镁作填料配制面料胶水；

1.  d用上述面料胶水浸渍玻纤布，在温度130℃-210℃下使其成半固化状态，制成面料；

1.  e根据厚度需要叠加1-20张上述芯料，在叠加的芯料上下表面各贴上述面料，在面料的一面或两面覆铜箔，在温度80℃-200℃、压力10-60Kg/cm²和真空度-60mmHg下热压成型。

2.  根据权利要求1所述的高相比漏电起痕指数无铅兼容CEM-3覆铜板制备方法，其特征是按以下具体工艺流程进行：

2.  a制备芯料树脂，其组分重量份为：
双酚A型环氧树脂100份，novolak型双酚A环氧树脂10份，
酚醛树脂25份，Al(OH)₃40份，
硅微粉60份，2-乙基-4-甲基咪唑0.1份，
将以上材料用丁酮调制成芯料用树脂液；

2.  b用上述树脂液浸渍玻纤纸，在175℃干燥后制成芯料；

2.  c制备面料树脂，其组分重量份为：
双酚A型环氧树脂70份，含氮的novolak型酚醛树脂15份
溴化环氧树脂30份，Al(OH)₃30份，2-乙基-4-甲基咪唑0.2份
将以上材料用丁酮调制成面料用树脂液；

2.  d用上述树脂液浸渍7628玻纤布，在175℃干燥后制成面料；

2.  e根据板材厚度选用1-10张芯料，上下两面各贴一张面料，一面或两面覆铜箔，层压成型温度170℃，单位压力40kgf/cm²，保温保压60分钟，制成CEM-3型覆铜箔层压板。

3.  根据权利要求1所述的高相比漏电起痕指数无铅兼容CEM-3覆铜板制备方法，其特征是按以下具体工艺流程进行：

3.  a制备芯料树脂，其组分(重量份)为：
双酚A型环氧树脂100份，novolak型双酚A环氧树脂10份，
酚醛树脂25份，Al(OH)₃40份，
高龄土60份，2-乙基-4-甲基咪唑0.1份，
将以上材料用丁酮调制成芯料用树脂液；

3.  b用上述树脂液浸渍玻纤纸，在175℃干燥后制成芯料；

3.  c制备面料树脂，其组分(重量份)为：
双酚A型环氧树脂70份，含氮的novolak型酚醛树脂15份
溴化环氧树脂30份，Al(OH)₃30份，2-乙基-4-甲基咪唑0.2份
将以上材料用丁酮调制成面料用树脂液；

3.  d用上述树脂液浸渍7628玻纤布，在175℃干燥后制成面料；

3.  e根据板材厚度选用1-10张芯料，上下两面各贴一张面料，一面或两面覆铜箔，层压成型温度170℃，单位压力40kgf/cm²，保温保压60分钟，制成CEM-3型覆铜箔层压板。

4.  根据权利要求1所述的高相比漏电起痕指数无铅兼容CEM-3覆铜板制备方法，其特征是按以下具体工艺流程进行：

4.  a制备芯料树脂，其组分(重量份)为：
双酚A型环氧树脂100份，novolak型双酚A环氧10份，
酚醛树脂25份，Al(OH)₃40份，
氢氧化镁60份，2-乙基-4-甲基咪唑0.1份，
将以上材料用丁酮调制成芯料用树脂液；

4.  b用上述树脂液浸渍玻纤纸，在175℃干燥后制成芯料；

4.  c制备面料树脂，其组分为：
双酚A型环氧树脂70份，含氮的novolak型酚醛树脂15份
溴化环氧树脂30份，Al(OH)₃30份，2-乙基-4-甲基咪唑0.2份
将以上材料用丁酮调制成面料用树脂液；

4.  d用上述树脂液浸渍7628玻纤布，在175℃干燥后制成面料；

4.  e根据板材厚度选用1-10张芯料，上下两面各贴一张面料，一面或两面覆铜箔，层压成型温度170℃，单位压力40kgf/cm²，保温保压60分钟，制成CEM-3型覆铜箔层压板。

高相比漏电起痕指数无铅兼容CEM-3覆铜板制备方法
技术领域
本发明涉及一种覆铜箔层压板CEM-3的制备方法，具体是高相比耐漏电起痕指数无铅兼容复合基覆铜板CEM-3的制备方法，利用该发明制备的产品属于电子材料类，是印制电路板(PCB)用覆铜箔层压板的一种复合基板材，属于电子技术领域。
背景技术
随着人们对电子产品环境性能要求的日益提高，美国、欧盟、日本等发达国家相继出台了相应法规。2003年欧盟出台了关于报废电子电气产品指令(WEEE)和关于在电子产品中限制使用某些有害物质指令(ROHS)。这两个指令已在2006年7月1日实施，我国《电子信息产品污染防治管理办法》、《电子信息产品污染控制管理办法》也已在2007年3月1日开始执行。所谓的有害物质是指：铅、汞、镉、六价铬(Cr⁺⁶)、多溴联苯(PBB)和多溴二苯醚(PBDE)。传统印制电路板与电子装配的焊料均使用铅锡焊料(Sn：63％，Pb：37％)，随着欧盟两个指令的实施，无铅焊料的研究和开发受到了各国的广泛重视。目前开发出来的市场化无铅焊料，其焊接温度高出传统焊料温度30℃～40℃，这对覆铜箔层压板与电子器件提出更高的耐热性要求，因而开发适应无铅焊使用的高耐热性CEM-3覆铜箔层压板是适应市场的当务之急。电路板用绝缘基材的表面受到尘埃附着、水份结露或潮气和具有正负离子污染物的污染时，在外加电压作用下其表面的泄漏电流比干净的表面要大得多，该泄漏电流产生的热量蒸发潮湿污染物，使绝缘基材的表面处于不稳定状态，更容易产生火花，使绝缘性降低，严重时会击穿短路/断路，普通的CEM-3体系中用双氰胺作固化剂，其相对耐漏电起痕指数较低，一般很难提高到240V，因此提高绝缘材料的相比漏电起痕指数很有必要；同时随着电子产品的多功能化及轻小化，印制线路板向高密度方向发展，当印制线路板的线间距与孔间距减小至一定程度时，使得导体间的单位距离电压也随之提升，导体(如金属化孔或线路)中金属离子受直流电场的影响，产生电化学反应，金属在潮湿条件下被溶解成离子，并在导体之间的绝缘层或表面有析出的现象，在高温高湿环境、施加电压条件下，来自导线电路或金属化孔上的铜离子由电极析出，沿着玻璃纤维方向迁移而发生电蚀现象，称为耐离子迁移性或CAF(Conductive Anodic Filament growth)，CAF的发生，将使导体间的绝缘电阻下降，以致发生短路，严重影响PCB的可靠性，印制线路板容易在孔之间或线路之间出现绝缘电阻下降的质量问题，影响产品的可靠性。对覆铜箔层压板提出了耐CAF和高相比漏电起痕指数的质量新要求。
目前普通CEM-3板材采用环氧/双氰胺固化体系，具有高的剥离强度、良好的绝缘性能、优良的加工性及较低的成本，但是存在耐CAF差、耐热性较低，钻孔时易产生树脂腻污，Z轴方向热膨胀系数大等缺点，上述固化体系，板材的热分解温度(Td)一般在310℃以下，T260在15min以内，T288为0min，在PCB无铅工艺制程中，导致通孔断裂、爆板等缺陷概率增大，所以提高CEM-3的耐热性、耐CAF，提高相比漏电起痕指数已成为电子技术领域研发的重点方向。
发明内容
本发明的目的是公开一种相比漏电起痕指数≥600V、适用于无铅焊接工艺Td≥330℃/TGA5％loss/10℃/min、耐CAF≥240h/50V/85℃/RH85％以上的复合基覆铜板CEM-3，具有较高的电气可靠性。
本发明工艺流程如下：
a.用低溴环氧树脂/酚醛为主固化剂，加入氢氧化镁或硅微粉或高岭土作填料配制芯料胶水；
b.用上述芯料胶水浸渍玻纤纸，在温度130℃-210℃下使其成半固化状态，制成芯料；
c.用环氧树脂/酚醛的固化体系，加入氢氧化铝或氢氧化镁作填料配制面料胶水；
d.用上述面料胶水浸渍玻纤布，在温度130℃-210℃下使其成半固化状态，制成面料；
e.根据厚度需要叠加1-20张上述芯料，在叠加的芯料上下表面各贴上述面料，在面料的一面或两面覆铜箔，在温度80℃-200℃、压力10-60Kg/cm²和真空度-60mmHg下热压成型。
本发明制备的CEM-3覆铜板，同时具有CTI≥600V，较高的耐热性和良好的耐CAF，克服了普通CEM-3板材CTI 175-249V、耐热性和耐CAF较差的问题，使其更适应在潮湿条件下长期工作，具有高的耐热及电气可靠性。
具体实施方式
以下给出几个实施例说明本发明的具体内容，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例一：
a.制备芯料树脂，其组分重量份为：
双酚A型环氧树脂100份，novolak型双酚A环氧树脂10份，
酚醛树脂25份，    Al(OH)₃40份，
硅微粉60份，      2-乙基-4-甲基咪唑0.1份，
将以上材料用丁酮调制成芯料用树脂液；
b.用上述树脂液浸渍玻纤纸，在175℃干燥后制成芯料；
c.制备面料树脂，其组分(重量份)为：
双酚A型环氧树脂70份，含氮的novolak型酚醛树脂15份
溴化环氧树脂30份，Al(OH)₃30份，2-乙基-4-甲基咪唑0.2份
将以上材料用丁酮调制成面料用树脂液；
d.用上述树脂液浸渍7628玻纤布，在175℃干燥后制成面料；
e.根据板材厚度选用1-10张芯料，上下两面各贴一张面料，一面或两面覆铜箔，层压成型温度170℃，单位压力40kgf/cm²，保温保压60分钟，制成CEM-3型覆铜箔层压板。
实施例二：
a.制备芯料树脂，其组分重量份为：
双酚A型环氧树脂100份，novolak型双酚A环氧树脂10份，
酚醛树脂25份，    Al(OH)₃40份，
高龄土60份，      2-乙基-4-甲基咪唑0.1份，
将以上材料用丁酮调制成芯料用树脂液；
b.用上述树脂液浸渍玻纤纸，在175℃干燥后制成芯料；
c.制备面料树脂，其组分(重量份)为：
双酚A型环氧树脂70份，含氮的novolak型酚醛树脂15份
溴化环氧树脂30份，Al(OH)₃30份，2-乙基-4-甲基咪唑0.2份
将以上材料用丁酮调制成面料用树脂液；
d.用上述树脂液浸渍7628玻纤布，在175℃干燥后制成面料；
e.根据板材厚度选用1-10张芯料，上下两面各贴一张面料，一面或两面覆铜箔，层压成型温度170℃，单位压力40kgf/cm²，保温保压60分钟，制成CEM-3型覆铜箔层压板。
实施例三：
a.制备芯料树脂，其组分(重量份)为：
双酚A型环氧树脂100份，novolak型双酚A环氧10份，
酚醛树脂25份，    Al(OH)₃40份，
氢氧化镁60份，    2-乙基-4-甲基咪唑0.1份，
将以上材料用丁酮调制成芯料用树脂液；
b.用上述树脂液浸渍玻纤纸，在175℃干燥后制成芯料；
c.制备面料树脂，其组分为：
双酚A型环氧树脂70份，含氮的novolak型酚醛树脂15份
溴化环氧树脂30份，Al(OH)₃30份，2-乙基-4-甲基咪唑0.2份
将以上材料用丁酮调制成面料用树脂液；
d.用上述树脂液浸渍7628玻纤布，在175℃干燥后制成面料；
e.根据板材厚度选用1-10张芯料，上下两面各贴一张面料，一面或两面覆铜箔，层压成型温度170℃，单位压力40kgf/cm²，保温保压60分钟，制成CEM-3型覆铜箔层压板。
本发明与现行CEM-3的制备方法比较板材的耐热性和相比漏电起痕指数、耐CAF试验结果见下表。耐漏电痕迹性按IEC电解液滴下法试验；阻燃性按UL-94试验。


结果比较分析：
1从以上的性能结果看，本发明的产品相比漏电起痕指数都大于或等于600V，Td在330℃以上，T260大于60min。而普通的CEN-3产品的CTI在200V，T260为7min左右，Td在310℃以下。
2本发明CEM-3覆铜箔层压板的耐CAF明显好于现行工艺，其耐240h、50V/85℃/RH85％
3从常规性能的浮焊、炸板比较，本发明的产品有明显的优势，远远高于普通的CEM-3产品；压力锅后的炸板远远大于普通的板材，说明该款板材的耐湿性较好。
4其它电性能等全项性能测试结果完全符合指标要求，与其他普通产品的结果相当，在同一个水平上。
本发明制备的产品经检测其性能指标达到IPC4101B/12 CEM-3的要求.
由于本发明产品质量的可靠性提高。在高温、高湿条件下具有更高的可靠性，更适用无铅焊接工艺的生产，对电子产品的高密度、高可靠性发展具有巨大的影响，具有广阔的市场发展前景。