覆铜板(CCL)是PCB核心基材,5G等领域发展使其需高耐热、低介损等特性。环氧树脂为主流基体,但存Tg低、CTE高、易燃等局限,无机填料改性成关键。
沉淀硫酸钡(BaSO₄)可多维度增强覆铜板性能:降低Z轴CTE,提升耐热冲击与剥离强度;优化介电性能与绝缘性;与氢氧化铝复合助无卤阻燃。未改性硫酸钡易团聚,钛酸酯偶联剂复合改性、微囊化封装等技术可改善分散性与相容性。
王路喜等研究了沉淀硫酸钡对覆铜板环氧体系粘合性、耐热性、机械强度、膨胀系数、耐高压电击穿(CTI)性能及介电性能的影响,探究了适配覆铜板生产的填充能力,具体结果如下:
1、实验步骤
(1)制备树脂:将环氧树脂与固化剂、、填料、溶剂、固化促进剂混合,搅拌均匀,得到树脂胶液。
树脂胶液S的制备:
80份环氧树脂、60份固化剂、0.5份的固化促进剂和100份MEK混制分散混合而成。
硅微粉和沉淀硫酸钡替代部分硅微粉制备复合胶水:
60硅微粉DS1032A、6份沉淀硫酸钡H-700+54份硅微粉DS1032A、18份沉淀硫酸钡H-700+42份硅微粉DS1032A、30份沉淀硫酸钡H-700+30份硅微粉DS1032A、60份沉淀硫酸钡H-700分别加入环氧树脂胶水W中充分搅拌直至分散均匀,分别标记为S、S-A、S-B、S-C、S-D。
(2)制备预浸料:将裁剪好的玻纤布浸泡在树脂溶液中,使树脂充分渗透玻纤布;晾一段时间后放入烘箱165/5min进行半固化。
(3)热压成型:将预浸料和上下各叠一张铜箔平整叠放入热压机中,在一定温度、压力和时间下进行固化,得到覆铜板样品S、S-A、S-B、S-C、S-D。
(6)性能测试:对覆铜板样品进行性能测试,包括玻璃转变温度、耐热性、涨缩、介电性能等。
2、结果分析
选用沉淀硫酸钡替代硅微粉在环氧体系中的具体应用影响,结果表明:
(1)反应偏长:随着沉淀硫酸钡替代量的提升,体系的凝胶化时间也在逐步增长,尤其是填料全部替换为硫酸钡,原胶水凝胶化时间直接延长100s。
(2)流动性稍差:随着沉淀硫酸钡替代量的提升,整体流动性有一定降低。
(3)热分解温度更高:硫酸钡替代硅微粉在该体系中能够明显提升CCL板材的热分解温度,提升材料耐高温老化、抗热降解的能力,从而也提升了覆铜板在焊接、长期高温工作场景下的可靠性。
(4)耐热性和层间结合力无影响:沉淀硫酸钡的替代并不会影响板材的耐热性,对于芯板层与层之间的粘合力几乎没有影响(50%替代量以内);
(5)介电性能更优:沉淀硫酸钡的引入可以降低体系的介电常数;
(7)降低模量:随着硫酸钡替代量的提升,对于板材的模量有一定的降低作用;
(8)涨缩影响还需要进一步明确:环氧体系中硫酸钡对于板材的涨缩影响存在负面作用,这与预期存在一定偏差,这极大可能与硫酸钡密度大,分布不均有很大关系。还需要后续进一步验证确认影响。
资料来源:《王路喜,黄成,胡鹏,等.沉淀硫酸钡作为填充剂在覆铜板环氧体系中的应用[C]/中国电子材料行业协会覆铜板材料分会(CCLA),中国电子电路行业协会(CPCA)覆铜板分会.2025年第二十六届中国覆铜板技术研讨会论文集.江西生益科技有限公司》,由【粉体技术网】编辑整理,转载请注明出处!
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