耐熱性FR-4覆銅板用酚醛-環(huán)氧樹脂合成工藝的研究


摘 要：隨著電子元件焊接的無鉛化，現(xiàn)有的覆銅板的耐溫性已不能滿足要求，研究耐熱性能優(yōu)異的覆銅板粘合劑是十分重要的。本文以傳統(tǒng)酚醛樹脂為基礎(chǔ)材料，將部分線性酚醛樹脂與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)制得酚醛-環(huán)氧樹脂，用這種酚醛-環(huán)氧樹脂去交聯(lián)傳統(tǒng)的酚醛樹脂，以此復(fù)合樹脂生產(chǎn)的玻璃纖維覆銅板具有介電常數(shù)適當(dāng)和介質(zhì)損耗較低、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，而且價(jià)格合適，可以滿足電子元件焊接無鉛化要求。經(jīng)檢驗(yàn)在260℃的焊錫液中浸泡時(shí)間可以超過20秒鐘，附著力好，剝離強(qiáng)度符合要求。
　　　線性酚醛樹脂其合成配方和條件是：酚醛摩爾比5:3，催化劑是草酸和鹽酸的配合使用，反應(yīng)條件為75-80℃/4h；酚醛-環(huán)氧樹脂的合成配方和條件是：苯酚與甲醛和環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為1:0.6：2.5，醚化條件為60-70℃/4h，回收過量的環(huán)氧氯丙烷后再在60-70℃/4h條件下閉環(huán)反應(yīng)；固化的配方和條件：酚醛環(huán)氧樹脂與固化劑酚醛樹脂的摩爾比為1:1，在170℃/4h條件下固化。
關(guān)鍵詞： 酚醛樹脂；環(huán)氧樹脂；固化；覆銅板

Heat-resistant FR-4 Copper Clad Laminate Phenolic - Epoxy research synthesis

Liu ye Tang Bin Lei Qiang Tao Bairun Liu Chenghai Gan Lin Lin jinlian
Abstract: With the lead-free soldering of electronic components, the existing CCL temperature nature can not meet the requirements of thermal stability of the laminate adhesive is very important. In this paper, the traditional phenolic resin-based material, the linear part of phenolic resin and epichlorohydrin reaction Phenolic - Epoxy, phenolic with this the traditional cross-linked epoxy resin to phenolic resin, composite resin in order to fiberglass laminate with low dielectric constant and dissipation proper, good heat resistance and dimensional stability characteristics, and the price is right, lead-free soldering electronic components to meet the requirements. The test solution at 260 ℃ solder immersion time can be more than 20 seconds, good adhesion, peel strength to meet the requirements.
　　Linear synthetic phenolic resin formulation and its conditions are: molar ratio of phenol and aldehyde is 5:3, catalysts are oxalic acid and hydrochloric acid used in conjunction with, the reaction conditions for 75-80℃/4h; Phenolic-epoxy resin formulations and conditions: the molar ratio of phenol with formaldehyde and epichlorohydrin is 1:0.6:2.5, etherification conditions for 60-70℃/4h, and then recover excess epichlorohydrin in the 60-70℃/4h under closed-loop response; curing formula and conditions: phenolic resin and phenolic resin curing agent molar ratio of 1:1, at 170 ℃ / 4h cure conditions.
Keywords: phenolic resin; epoxy; cure; CCL
目 錄


摘 要 1
第一章 緒 論 6
1.1 前言 6
1.2 覆銅板的發(fā)展歷程與發(fā)展趨勢(shì) 7
1.2.1 覆銅板的發(fā)展歷程 7
1.2.2 覆銅板的發(fā)展趨勢(shì) 8
1.3 覆銅板用基體樹脂的特點(diǎn) 10
1.3.1 環(huán)氧樹脂 10
1.3.2 氰酸酯(CE)樹脂 13
1.3.3 聚酰亞胺與雙馬來酰亞胺 14
1.3.4 聚四氟乙烯 14
1.3.5 聚苯醚 16
1.4 增強(qiáng)材料 16
1.4.1 新型極薄玻璃纖維布 16
1.4.2 低介電常數(shù)的玻纖布 17
1.4.3 低熱膨脹系數(shù)的玻璃纖維布 18
1.4.4 紫外線屏蔽玻璃纖維布 18
1.5 銅箔 19
1.6 高頻高性能基板的技術(shù)性能要求與發(fā)展 19
1.7 本論文的研究背景、研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新性 21
1.7.1 本論文的研究背景和研究意義 21
1.7.2 學(xué)術(shù)思想與立題依據(jù) 21
1.7.3 研究意義 22
第二章 線型酚醛樹脂的制備及研究 23
2.1 前言 23
2.2 酚醛樹脂 23
2.2.1 酚醛樹脂的種類及合成 23
2.2.2 熱塑性酚醛樹脂的合成 23
2.2.3 熱固性酚醛樹脂的合成 25
2.3 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器 26
2.3.1 實(shí)驗(yàn)試劑 26
2.3.2 實(shí)驗(yàn)儀器 27
2.4 酚醛樹脂的合成 27
2.4.1酚醛樹脂合成機(jī)理 27
2.4.2酚醛樹脂合成具體步驟 27
2.5 測(cè)試指標(biāo)與測(cè)定 28
2.5.1 測(cè)試指標(biāo) 28
2.5.2 測(cè)定方法 28
2.6 結(jié)果與討論 29
2.6.1 線性酚醛樹脂合成反應(yīng)的探索實(shí)驗(yàn) 29
2.6.2 酚醛比的影響 30
2.6.3反應(yīng)溫度的影響 30
2.6.4 反應(yīng)時(shí)間的影響 32
2.6.5催化劑種類及用量的影響 32
2.7 小結(jié) 34
第三章 酚醛環(huán)氧樹脂的制備 35
3.1 前言 35
3.2 實(shí)驗(yàn)部分 35
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器 35
3.2.2 環(huán)氧值的測(cè)定方法 35
3.2.3 醛酚醛環(huán)氧樹脂的合成 36
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 36
3.3.1 酚醛環(huán)氧樹脂的合成原理 36
3.3.2 環(huán)氧氯丙烷相對(duì)用量 37
3.3.3 醚化反應(yīng)時(shí)間對(duì)合成反應(yīng)的影響 37
3.3.4 閉環(huán)反應(yīng) 38
3.4 結(jié)論 40
第四章 不同因素對(duì)酚醛環(huán)氧樹脂固化性能的研究 41
4.1 前言 41
4.2 實(shí)驗(yàn) 41
4.2.2 固化樣品的制備 41
4.2.3 測(cè)試原理與方法 42
4.3 結(jié)果與討論 43
4.3.1 固化反應(yīng)機(jī)理及結(jié)構(gòu)變化 43
4.3.2 酚醛環(huán)氧樹脂固化的最佳條件 43
4.3.3 不同固化劑對(duì)成品性能的影響的探討 44
4.3.4 固化溫度對(duì)固化性能的影響的探討 44
4.3.5 固化時(shí)間對(duì)固化性能的影響的探討 45
4.4 本章小結(jié) 45
第五章 全文總結(jié)與展望 46
參考文獻(xiàn) 47
致 謝 52