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覆铜板生产的原材料  二甲基甲酰胺  DMF

(2012-08-29 09:36:24)
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杂谈

 

一. 覆铜板生产的原料(DMF .二甲基甲酰胺 .环氧树脂 .丙酮 )南京大泽贸易 13770998477

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。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。

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 DMF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 DMF等,二甲基甲酰胺DMF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。(以上资料由南京大泽贸易有限公司提供 二甲基甲酰胺 dmf)

 

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FR-4覆铜板工艺介绍

    在环氧树脂覆铜板生产中,FR-4覆铜板一直保持它的主导地位。据介绍,主要原因是这种产品具有优秀的综合性能和阻燃性,而且有较好的功能价格比,深受用户的欢迎。

1、FR-4树脂胶液

(1)树脂胶液配方在环氧树脂覆铜板行业中,FR-4覆铜板已生产多年,树脂胶液配方基本上大同小异。

(2)配制方法
    1)二甲基甲酰胺和乙二醇甲醚,搅拌混合,配成混合溶剂。
    2)加入双氰胺,搅拌溶解。
    3)加入环氧树脂,搅拌混合。
    4)2一甲基咪唑预先溶于适量的二甲基甲酰胺,然后加到上述物料中,继续充分搅拌。
    5)停放(熟化)8h后,取样检测有关的技术要求。

(3)树脂胶液技术要求
    1)固体含量65%~70%。
    2)凝胶时间(171℃)200~250s。

2、粘结片

(1)制造流程
    玻纤布开卷后,经导向辊,进入胶槽。浸胶后通过挤胶辊,控制树脂含量,然后进入烘箱。经过烘箱期间,去除溶剂等挥发物,同时使树脂处于半固化状态。出烘箱后,按尺寸要求进行剪切,并整齐的叠放在储料架上。调节挤胶辊的间隙以控制树脂含量。调节烘箱各温区的温度、风量和车速控制凝胶时间和挥发物含量。

(2)检测方法在粘结片制造过程中,为了确保品质,必须定时地对各项技术要求进行检测。检测方法如下:
    1)树脂含量
    ①粘结片边缘至少25mm处,按宽度方向左、中、右,切取3个试样。试样尺寸为100mm×100mm,对角线与经纬向平行。
    ②逐张称重(W1),准确至0.001g。
    ③将试样放在524-593(的马福炉中,灼烧15min以上,或烧至碳化物全部去除。
    ④将试样移至干燥器中,冷却至室温。
    ⑤逐张称重(W2),准确至0.001g。
    ⑥计算:
    树脂含量=[(W1-W2)/W1]×100%
    2)凝胶时间
    ①从粘结片中心部位切取约20cm×20cm的试样,揉搓试样,使树脂粉落在金属筛里,然后过筛到一张干净的白纸上。
    ②取约20mg树脂粉,放在预先升温至171(±0.5℃的检测仪热板中心。当树脂粉熔化时启动秒表,并用木牙签搅动树脂。
    ③待树脂变稠到拉丝中断时停秒表,所经过的时间为凝胶时间。
    3)树脂流动度
    ①离粘结片边缘不小于5cm处切取4张试样。试样尺寸为100mm×100mm,对角线与经纬向平行。
    ②称重(W1),准确至0.005克。
    ③试样对齐叠合,加上离型膜,然后放在2块不锈钢板之间。
    ④将钢板和试样放在170℃±2.8℃的压机里,一次加压,单位压力为1.4MPa±0.2MPa,保持10min。
    ⑤取出试样,冷却至室温。
    ⑥从试样中心部位冲切φ80mm的圆片。
    ⑦称圆片的重量(W2),准确至0.005g。
    ⑧计算:
    流动度=[(Wl-2W2)/W1]×100%
    4)挥发物含量
    ①离粘结片边缘至少25mm处,按宽度方向左、中、右,切取3张试样。试样尺寸为100mm×100mm,对角线与经纬向平行。
    ②在每张试样的一角,穿一小孔。
    ③将试样放在干燥器中,处理1h。
    ④逐张称重(W1),准确至0.001g。
    ⑤将试样挂在烘箱中,在163℃±2℃,烘15min。
    ⑥将试样移至干燥器中,冷却10min。
    ⑦逐张称重(W2),准确至0.001g。
    ⑧计算:
    挥发物含量=[(W1一W2)/W1]×100%

    (3)粘结片的贮存经外观和各项技术指标检测后,粘结片应整齐叠放,按要求边进行存放管理。粘结片中的环氧树脂处于半固化状态,在存放过程中,粘结片的品质将随存放条件和存放时间的变化而变化。粘结片在各种相对湿度条件下吸湿率的变化情况显示,在相对湿度大的情况下,粘结片的吸湿率明显增大。粘结片吸湿后将严重影响产品质量,特别是耐浸焊性将明显恶化。

    由此可见,在粘结片的存放过程中,防潮问题必须给予充分重视!为了保证产品质量,强调粘结片应在温度25℃以下、相对湿度50%以下的条件存放,是十分必要的。

3、压制

    环氧树脂覆铜板的压制过程大体分成升温、保温和降温三个阶段。压制过程可手工操作,也可由电脑控制。升温阶段,主要是使热量从加热板逐步传递到层间每块产品,使树脂熔化、流动。同时,根据树脂的熔化和流动情况,进行加压。中国环氧树脂行业协会介绍说,这个阶段是压制过程的关键,如果加压不及时将造成“欠压”而出现“微气泡”和“干花”等缺陷;相反如果加压过早,将导致流胶过多或滑板等问题。

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覆铜板工艺流程:

铜板生产主要包括调胶、半固化片制作、叠配(玻璃纤维布与铜箔)压制、切边等步骤,首先向混合调胶釜中加入双氰胺、二甲基咪唑,再将二甲基甲酰胺、环氧树脂通过物料泵由密闭管道打入混合调胶反应釜,开动搅拌,使固态的双氰胺、二甲基咪唑完全溶解,调配好的胶液经密闭管道进入上胶车间。将玻璃纤维布经卷轮输入立式上胶机,在立式上胶机中完成浸胶、烘干、剪切等过程,得到半固化片。上胶机放置于密闭的上胶车间内,上胶过程产生的有机溶剂废气经引风装置导入RTO蓄热式废气燃烧炉,废气燃烧产为半固化片烘干提供热量。将底板、半固化片、剪切好的铜箔、不锈钢板、剪切好的牛皮纸(其保护不锈钢板的作用,避免其光洁表面产生划痕影响产品质量)依次叠加在一起,经人工排版使其完全吻合,按照工艺要求,依次送入热压机、冷压机,分别在加热和冷却状态下进行两步压制,使半固化片与铜箔完全结合在一起,形成玻璃布基覆铜箔板。压制过程完成后拆板分解,底板、不锈钢板分开后返回叠配工段。压制成的玻璃布基覆铜箔板经剪切加工后得到成品。


 

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