环氧树脂覆铜板的组成

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  环氧树脂覆铜板是由环氧树脂主要组成的，但具体有哪些？以占主导地位的FR-4为例，其组成材料除环氧树脂，还有固化剂、促进剂、溶剂等。
   在环氧树脂覆铜板行业中，大量采用溴化环氧树脂。因为溴化环氧树脂保持了环氧树脂的各种优点，而且克服了一般环氧树脂易燃的缺点，所以得到广泛的应用。国内随着覆铜板工业的发展，对溴化环氧树脂的需求量逐年在增加。溴化环氧树脂的合成一般采用二步法，第一步以双酚A和环氧氯丙烷作原材，在催化剂作用下合成低分子量环氧树脂；第二步以一定比例的低分子量环氧树脂和四溴双酚A作原材，加入催化剂经加热反应、扩链制成溴化环氧树脂。这种传统的“单峰”型环氧树脂相对分子质量较单一，使用上有一定困难。目前趋向于使用“双峰”型的环氧树脂，即将相对分子质量高的和低的两种环氧树脂进行混合，其做法是在制成的高相对分子质量树脂中，趁热加入溶剂(丙酮或丁酮)，溶解均匀后添加一定比例的低相对分子质量环氧树脂，配成所谓“双峰”型的环氧树脂。
   “双峰”型的环氧树脂含有相对分子质量低的和高的两部分，相对分子质量低的环氧树脂有利于改善对玻纤布的浸透性，而相对分子质量高的环氧树脂则有利于在热压过程中树脂流动性的控制，在使用时可以取得较好的效果。在环氧树脂中不可避免地存在水解氯，由于水解氯的存在使环氧树脂的环氧基开环并与之结合。这种情况的发生导致环氧基减少，固化速度缓慢，在环氧树脂中水解氯含量越大、交联密度越小，固化后环氧树脂的特性越差。中国环氧树脂行业协会专家特别要指出，水解氯能与咪唑促进剂起反应。这种闭环反应阻碍了环氧树脂的开环聚合，导致树脂的固化速度减慢。另一方面游离的Cl-消耗了部分固化促进剂，也导致了固化促进作用的减小。总之为了确保必要的固化速度和产品质量，水解氯含量必须限制在最小程度，尤其是采用连续法生产覆铜板时，要求环氧树脂在短时间内快速固化，水解氯含量更要严格控制。
   固化剂是环氧树脂亲密伙伴。在FR-4的树脂配方中多数采用双氰胺作固化剂，双氰胺是一种应用较早、具有代表性的潜伏性固化剂，以双氰胺作固化剂的环氧树脂覆铜板，具有良好的综合性能且树脂溶液和粘结片的贮存期长，便于生产管理。但双氰胺具有吸湿性又难溶于一船溶剂，只溶于像二甲基甲酰胺这类强极性溶剂。以双氰胺作固化剂的环氧树脂体系，在浸胶和热压过程中需要较高的温度。由于双氰胺和环氧树脂的相容性较差，容易出现双氰胺结晶析出导致固化反应不均匀，对产品质量造成不良影响。检查树脂溶液和粘结片中双氰胺结晶的方法是通过偏光镜观察，有人提出采用苯酚诺伏拉克树脂(Novolac)作固化剂取代双氰胺，这种做法使板材的耐热性有所改善，但存在树脂颜色较深、板材加热变色等问题。实践证明采用双酚A型诺伏拉克树脂作固化剂，可以很好地解决双氰胺和苯酚诺伏拉克树脂存在的不足。
   在FR-4树脂体系中无论是采用双氰胺或采用诺伏拉克树脂作固化剂，其固化速度都比较慢，为加快其固化速度在树脂体系中需要加人适量的咪唑类固化促进剂。在选用固化促进剂时应从固化速度、树脂体系稳定性，以及对覆铜板性能的影响等方面综合考虑选优录用。还有溶剂，传统的FR-4树脂体系取用双氰胺作固化剂，双氰胺溶解性差，不溶于一般溶剂、只溶于一些强极性溶剂如二甲基甲酰胺等，二甲基甲酰胺的沸点高(153℃)在浸胶过程中烘箱需要较高的温度(180℃左右)，这类溶剂都具有不同程度的毒性给生产、管理带来了一些不便。
   若采用诺伏拉克树脂作固化剂，相应地采用沸点较低、毒性较小的溶剂(如丁酮等)是有可能的，这样既可可降低能耗又方便管理。