覆铜板用新型环氧树脂综述 - 图文(2)

2020-02-21 13:28

阻燃性(UL-94) 1V-0 V-0 注:*:按此配方进行树脂组成物的配制后,加入乙二醇单甲醚和丁酮的混合溶剂 (按照1:1的重量比混合),并调整至固体量为50%的胶液。

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*:YDCN-704P为邻甲酚甲醛环氧树脂

4.高分子量环氧树脂——jERYX 8100BH30/jERYX 6954BH30

高分子量环氧树脂在分子量上要比一般环氧树脂高许多,因此它的环氧基浓度也较低。在高聚物树脂分类中,有的将它归为热塑性树脂。通常根据它的结构特点也称为它为苯氧树脂(phenoxy resin)。高分子量环氧树脂的分子结构通式见图6。

图6 高分子量环氧树脂(苯氧树脂)的分子结构

高分子量环氧树脂目前两大类领域得到应用:一是涂料领域,它所用的高分子量环氧树脂一般为固体态产品型。二是电子、电气领域,它一般采用液体态型的高分子量环氧树脂(有溶剂配合的高分子量环氧树脂)。一般高分子量环氧树脂在涂料树脂、薄膜成形用树脂,以及一些环氧树脂组成物中采用,主要是起到对流动性的调整、对固化物韧性的改进等功效。近年高分子量环氧树脂在电子、电气用印制电路板(PCB)领域得到不断的扩大。由于整机电子产品向着小型化、轻量化、高功能化的发展,对PCB提出了高层化、高密度化、薄形化、高可靠性、高成型加工性的要求。这些都促进了PCB用基板材料制造中更多的采用高分子量环氧树脂,以达到改性、提高其树脂性能的目的。在PCB用基板材料领域使用高分子量环氧树脂,具体产品主要是附树脂铜箔(RCC)、挠性覆铜板、高性能要求(特别是高频高速传输要求)的多层板用基板材料等。

日本的汽巴环氧树脂株式会社(ジャパンエポキシレジン株式会社)近年在发展高分子量环氧树脂产品已成为其品牌产品,也是该公司在环氧树脂产品中的开发重点。它的这类产品(“jER”

环氧树脂)的主要特性归结为:①多样化的玻璃化温度(Tg),树脂产品的Tg从15~166 ℃;② 可实现对树脂两个末端的环氧基含量控制(原高分子量环氧树脂产品对此无法控制);③ 由于分子量分布的准确,可实现与其它树脂、溶剂等材料的相溶性的优异;④ 具有优异的成膜性。[16]

近几年,他们在开发出两种可应用于PCB基板材料中的新型高分子量环氧树脂品种。它们都为双酚A型高分子量环氧树脂,其分子结构特点为刚直主链。其中jERYX 8100BH30具有无卤、高耐热、高粘接性。另一种,是针对jERYX 6954BH30高频高速传输要求的PCB基板材料所开发的,它具有低吸湿性、低介电常数性。汽巴环氧树脂株式会社的这两种新型高分子量环氧树脂产品主要性能见表7所示[16]。

表7 jERYX 8100BH30/6954BH30两种新型高分子量环氧树脂产品主要性能[16] YX8100BH30 Tg(DSC) 环氧当量(℃) 150 (g/eq) 羟基当量 分子量Mw/Mn (g/eq) (PSt换算) 38,000 / 14,000 *1固体量 (%) 30 (29~31) 溶剂 粘度,P St,@25℃ 10000(推定) 308 MEK/ 17 (10~30) 6

YX6954BH30 130 13000 (10,000~16,000) *2325 39,000 / 14,500 30 (29~31) MEK/ 14 (10~40) *1:羟基当量为计算值。

*2:本表数据引自文献[16],“( )”内数据引自汽巴环氧树脂株式会社网站。

一般双酚A型高分子量环氧树脂,它的Tg(DSC)在95℃左右,比含溴双酚A型高分子量环氧树脂品种的Tg(一般在110℃左右)低,耐热性较差。因此双酚A型高分子量环氧树脂要同时满足当前基板材料对无卤、高耐热性要求,在开发上是有较大的难度。汽巴环氧树脂株式会社经不断努力,引入特殊的链段结构,研发出jER YX8100BH30这种性能品种。它既不含卤素成分,也具有阻燃、高耐热的性能。它的自体Tg约可达到150℃。

jER YX6594BH30是为了适应PCB信号传输高频化的发展趋势而开发出的高分子量环氧树脂新品种。PCB基板材料用高分子量环氧树脂,若实现它的高频特性,就需要降低它的介电常数(Dk)、介质损失角正切值(Df)。该产品的研发者,遵循了“实现低Dk主要手段,是在树脂结构中引入低极性树脂链段;实现低Df主要手段树脂结构中引入低极性树脂链段以及增加刚直链的结构(抑制分子的运动)”的原则,对原有高分子量环氧树脂结构进行改性,开发出具有低吸水性、低Dk、低Df性能的新型高分子量环氧树脂产品(jER YX6594BH30)。

近年东都化成株式会社也开发出类似于汽巴的无卤阻燃型高分子量环氧树脂(jER YX8100BH30)产品,它的牌号为ERF-001M30,为无卤含磷苯氧树脂。[13] [14] [15] 它具有优异的可挠性、成膜性、粘接性和阻燃性。同时它还在原有同类含磷苯氧环氧树脂其它两个品种(ERF-004A、ERF-004B)在性能上明显区别的是,具有高Tg性(Tg为146,比上述两个品种的Tg分别高52℃、和77℃)。 ERF-001M30的性能与应用物性见表8。[14]

表8 ERF-001M30环氧树脂的特性

粘度 at 25℃ 品名 (mPa?s) ERF-001M30 * 注:指固体值。

表9 ERF-001M30的固化物性能与应用物性 树脂本身固化物性能 固化物组成 项目 玻璃化温度,Tg(DMS),℃ 阻燃性(UL-94) ERF-001高分子量环氧树脂 YDF-170双酚F型环氧树脂 双氰胺(Dicy) 溶剂 固化成型物的主要性能* 玻璃化温度,Tg(TMA),℃ 铜箔剥离强度(Kgf /cm) 阻燃性(UL-94) 146 VTW-0 100 25 1.6 适量 152 1.8 VTW-0 500~2,000 (%) 30±1.0 (%)* 4.5~4.7 固体份 含磷量 7

*注:成型条件:130℃╳15分+ 170℃╳20 Kgf /cm2 ╳70分(真空压机)。

参考文献:

[1]祝大同. 绿色环保型覆铜板用新型环氧树脂.印制电路信息. 2006.5

[2]小椋一郎(日).高性能特殊液状 エポキシ樹脂の技術開發.JETI.2008.9 [3] http://www.dic.co.jp/products [4] 梶正史(日).多环芳香族型エポキシ樹脂.电子部品用エポキシ樹脂の最新技術.株式会社シーエムシー出版.pp.14-18 (2006)

[5] 森田高示、竹越正明、高根沢伸、坂井和永(日). 薄型パッケージ 对应基板MCL-E-G79GT. 日立化成テクニカルレポート.No.51(2008-7)

[6] 日立化成工业(株) (日). 次世代薄型パッケージ基板用低熱膨張材MCL-E-G79GT.

JPCA.July.2008

[7] 小椋一郎(日).最先端分野に适合でき高次の特殊高耐热性エポキシ樹脂.JETI.2006.9 [8]小椋一郎(日).多样で高度なニーズに对应する多彩な高性能特殊液状 エポキシ樹脂 .JETI.2007.9

[9] http://www.jpcashow.com/show2008/ [10] 祝大同.日本CCL技术的新进展(三)——日立化成工业公司近年IC封装用基板材料技术新成果综述.覆铜板资讯. 2009年1期、2期 [11] 日立化成专利.特开2007-314782

[12]村田保幸(日). エレクトロニクス用エポキシ樹脂の開發动向.JETI.2006.9 [13] 軍司雅男(日).電材用特殊エポキシ樹脂の技術開發.JETI.2007.9 [14] 軍司雅男(日).電材用特殊エポキシ樹脂の技術.JETI.2008.9 [15] http://www.nscc.co.jp/tohtokasei

[16]平井孝好(日).新规高分子量エポキシ樹脂の開發動向.JETI.2007.9 [17] http://www.jers.co.jp/products/epoxy_jer.

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[ 注 ] 树脂组成物其它成分:固化剂:酚醛树脂固

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