Guide de développement d'un stratifié cuivré FR4 ignifuge sans halogène

2022-08-31

  Dans le cadre d'exigences strictes en matière de protection de l'environnement mondial, les matériaux de substrat PCB sans halogène ont été développés et développés rapidement au milieu des années 1990. Le développement du sans halogène Feuille FR4 La technologie de fabrication des plaques recouvertes de cuivre est devenue un problème important pour l’industrie des couvertures en cuivre aujourd’hui et même à l’avenir. Cet article prend le processus de développement du Japon comme exemple pour discuter de l'orientation du développement des plaques recouvertes de cuivre FR-4 sans halogène. La clé du développement de plaques recouvertes de cuivre FR-4 sans halogène est la résine haloglyisée


  1. Idées de développement


  La clé du développement de plaques recouvertes de cuivre FR-4 sans halogène est la résine haloglyisée


  Développement de la technologie de fabrication


  a) Trois niveaux


  La plaque de recouvrement en cuivre FR-4 handalisée est développée au Japon à partir du niveau technique au Japon


  Il peut être divisé en trois niveaux comme le montre le tableau 1.


  je. Les fabricants japonais de CCL ont développé entre le milieu des années 1990 et 1998 des systèmes sans halogène « horizontal i » Feuille FR4 des produits. Ce type de CCL peut répondre aux exigences de performance standard générale. Il a non seulement fait une certaine application chez les fabricants nationaux de PCB au Japon, mais a également été mesuré et appliqué expérimentalement chez de nombreux fabricants de produits de machines électroniques à grande échelle en Europe. Par exemple : lors de la conférence « International Hammered Materials » tenue en Suède en septembre 1999 et d'une grande conférence internationale sur « Electronics Green » tenue à Berlin, en Allemagne, en septembre 2000, ils étaient tous au Japon. Les performances de la plaque recouverte de cuivre FR-4 sans halogène ont fait l'objet d'une évaluation et d'une reconnaissance positives, mais elle a également souligné que le manque d'humidité est que « la résistance à l'humidité est toujours un problème dans lequel ce matériau continuera à être étudié ». l'avenir." À ce stade, la maîtrise des composés phosphatés et de la technologie de synthèse des résines époxy n'est pas très approfondie et certains fabricants utilisent simplement la méthode d'addition pour obtenir une ignifugation afin d'obtenir certaines propriétés telles qu'une faible résistance à l'humidité.


Trois niveaux de développement de la technologie des plaques recouvertes de cuivre FR-4 sans halogène


Niveau 1

Niveau 2

Niveau 3

Composition de la résine

Système de composition de résine époxy sans halogène utilisant des retardateurs de flamme à base de phosphore

Système de composition de résine époxy sans halogène utilisant des retardateurs de flamme à base de phosphore

Le système époxy ignifuge sans combustible et sans phosphore est adopté

Objectif spécial

Atteindre les caractéristiques générales (y compris les niveaux ignifuges jusqu'à UL94 V0)

Les exigences globales d’équilibre des caractéristiques (TG élevée, transformabilité élevée, faible coût, etc.)

Les exigences d'équilibre global des caractéristiques répondent aux exigences environnementales élevées


  je. Les technologies de pointe du FR-4 japonais sans halogène sont désormais développées jusqu'au stade « horizontal II » présenté dans le tableau 1. Certains fabricants de CCL améliorent l'équilibre global des performances de ces cartes, en particulier en termes de performances d'application, y compris l'aptitude au traitement. À l'heure actuelle, de nombreux fabricants au Japon et dans d'autres pays du monde maîtrisent la technologie de fabrication de plaques recouvertes de cuivre FR-4 sans halogène, mais ils présentent une certaine différence dans les performances d'application, en particulier les performances de traitement.


  ii. De nombreux CCL et experts en PCB à l'étranger prédisent que les produits « horizontaux III » qui ne sont pas sans halogène ni phosphore à l'avenir sont la direction de la recherche et du développement. Ceci est principalement basé sur les exigences de résistance à l'humidité et à la chaleur du panneau, et sur la combinaison à base de phosphore de 30 souhaits Datong : Développement de plaques recouvertes de cuivre FR-4 handalisées Progress 2002NO. 4 Doi : 10.16790 / J.CNKI. 1009-9239. je suis. Le 2002.04.009 a proposé le gaz généré par le gaz lors de la combustion de l'environnement et les exigences de recyclage du produit et de recyclage du produit. À l'heure actuelle, elle développe activement des systèmes de résine FR-4 sans halogène et sans phosphore au Japon, en Europe, aux États-Unis, à Taiwan et dans d'autres pays et régions. Afin d'obtenir des processus ignifuges, les principales voies à adopter sont les suivantes : introduire de l'azote ou des structures cycliques épaisses pour la résine phénolique (en tant qu'agent de durcissement dans le système) ou la résine époxy ; ; Résine époxy modifiée, telle que la technologie des nanomatériaux, etc.


  b) Deux équilibres


  On pense généralement que la difficulté de développement des plaques de cuivre sans halogène est la plus grande difficulté pour les fibres de verre époxy B & PL (c'est-à-dire se référer généralement au FR-4 CCL). C'est principalement parce que ses exigences d'application sont plus élevées et plus larges, et que lors du développement, nous devons saisir les deux équilibres entre l'équilibre et le coût et les performances entre chaque performance. Pour obtenir un retardateur de flamme élevé, il est nécessaire de s'appuyer sur le « retardateur de flamme » produit par la résine principale, le retardateur de flamme principal, le retardateur de flamme coordonné et l'agent de durcissement dans le système de résine. Le choix des différents ingrédients doit être basé sur l'équilibre de durcissement pour atteindre l'équilibre entre chaque performance. Il ne peut pas réduire les performances originales du FR-4 afin d'atteindre et d'améliorer une certaine performance. Le problème de l'équilibre entre le coût et la performance est de savoir si le produit développé par le développement de l'industrialisation à grande échelle doit y attacher une grande importance au début du développement. En bref, l'ensemble du processus de développement d'haloglysation de la plaque recouverte de cuivre FR-4 est en fait le processus de résolution des deux problèmes d'équilibre ci-dessus.


  c) Problème difficile


  À l'heure actuelle, le courant dominant de la résine à plaques recouvertes de cuivre FR-4 sans halogène est le suivant : le retardateur de flamme est un système phosphore-azote. La résine principale est une résine époxy au phosphore composée de composés de phosphore. Le problème que cette résine contenant du phosphore doit résoudre au cours du processus de développement est celui de l'hydrolyse et de la faible résistance chimique. Les matériaux de substrat JPFR-4 sont principalement utilisés pour la fabrication de panneaux multicouches. Dans la production de panneaux multicouches, il est nécessaire de noircir, de supprimer les processus de perçage et de galvanoplastie. Dans ces traitements et transformations, la majeure partie de la solution chimique contient de l'acide fort, de l'alcali fort et du sel, le matériau du substrat doit donc avoir une bonne résistance chimique. Si la résistance chimique est mauvaise, la dissolution de la plaque inférieure (se référant principalement à la dissolution du phosphore) de ces liquides médicinaux affectera l’apparence et les performances de la couche isolante du panneau. Il résout cette difficulté sans plaque recouverte de cuivre FR-4 sans halogène pour atteindre les étapes « Ⅱ horizontales » pour atteindre deux équilibres.


  2. Formule et processus


Les plaques recouvertes de cuivre FR-4 contenant du phosphore et sans azote sont principalement composées de trois aspects principaux de résine époxy ignifuge contenant du phosphore contenant un agent de durcissement de résine phénolique contenant de l'azote dans ces trois aspects. Le contenu et l'orientation du développement sont légèrement différents .


  a) Ignifuge contenant du phosphore


  Afin que le retardateur de flamme supplémentaire contenant du phosphore ne réduise pas la résistance à l'eau, la résistance chimique et la résistance à la chaleur du durcissement de la résine, le développement ou l'application de composés de phosphore philippins et de composés organiques rigides des fabricants de CCL.


  je. Composé de phosphate philippin


  Le phosphore phosphore est un type de composé organique du phosphore en anneau. Il peut être durci avec de la résine époxy et de la résine phénolique pour devenir des retardateurs de flamme de type réactif. Il existe actuellement deux variétés (industrialisées) plus adaptées au CCL, à savoir : le DOPO et l'ODOPB 1 4-Benzène-Diol. La figure 1 montre les voies de transformation de ces deux composés phosphatés et leurs structures chimiques.


feuille fr4


  Il existe quatre types de génériques : CDOP, HPPA, DOPO et ODOPB tout au long du processus de réaction de synthèse. Comment augmenter le taux de conversion et la pureté du DOPO ou de l’ODOPB est la clé de la technologie des composés de phosphate synthétique. La marque DOPO fabriquée par la société japonaise Sanguang Chemical Company est la marque de HCA Odopb. PHQ utilise plus de HCA. L'apparence de HCA est une poudre blanche ou un mince morceau de densité relative de 1.373, point de fusion 118 ° C, point d'ébullition 200 ° C. DOPO et ODOPB ont tous deux une bonne réponse aux experts pour déterminer le spectre infrarouge du spectre infrarouge : la base fonctionnelle P -H de DOPO a pics d'absorption évidents dans la position du spectre IR 2384 cm -1. De même, lorsque l'ODOPB est formé, il existe un fort pic d'absorption à la position 3173 cm -1 pour prouver qu'il possède une base fonctionnelle phénolique -OH.


b) Oxyde


  L'oxyde est un composé organique du phosphore avec une ou plusieurs clés phosphore-car-car (P-C). Les caractéristiques des -3 vidéos de dérivés du phosphore sont des composés très vifs. Deux variétés d'oxydes oncles dans ce type de composé conviennent mieux à la résine CCL. Oxyde de Phoshinc de Triphenly appelé TPO) Un autre est le type réactif d'oxyde contenant des structures NH 2 : oxyde de trois (phényline à 4 distiques) [oxyde de Tris-(4-AMINOBIPHÉNYL) Phoshinc appelé TAPO].


  L'oxyde d'antoxyde présente les avantages d'une bonne résistance hydrophile et élevée aux médicaments. Il y a quelques années, on pensait généralement que l'utilisation d'un retardateur de flamme au phosphore ajouté comme plaque recouverte de cuivre FR-4 sans halogène pour le système de résine entraînerait une certaine baisse des performances. Le sans halogène Feuille de fibre de verre FR4 Le CCL produit par l'oxyde de base (TPO) a satisfait à diverses exigences de performance (en particulier la résistance aux médicaments). C'est une innovation.


feuille de fibre de verre fr4


c) Résine époxy contenant du phosphore


  Les composés phosphatés philippins DOPO, ODOPB et l'oxyde de tapo TAPO mentionnés ci-dessus peuvent tous réagir avec la résine époxy pour générer une résine époxy contenant du phosphore. Ce qui suit présente la réaction du DOPO (c'est-à-dire du HCA) et de la résine époxy. L'hydrogène actif sur DOPO peut répondre à la réponse réticulée avec des bases époxy sur résine époxy pour générer de la résine époxy phosphorée. La figure 2 montre le type de réaction du DOPO et de la résine époxy phénolique titol.


  Les conclusions suivantes sont obtenues grâce à de nombreux aspects de Tongdu dans une variété d'expériences : (1) Les types de résine époxy adaptés à la réaction DOPO sont : résine époxy phénol-phénolique (EPN), résine époxy phénolique de type phénol, résine époxy phénolique alkylphénolique. résine, résine époxy phénolisée au styrène et résine époxy phénolique phénolique. (2) La teneur en phosphore dans la résine époxy contenant du phosphore générée est de 0.8 % en poids à 8 % en poids de son durcissement. (3) Plus de 20 % de la résine époxy phénolique doit être constituée de résine époxy, sinon la densité de réticulation de ce système de résine époxy réduira la résistance à la chaleur, l'adhérence et la solidification du durcissement. Dynamique.


  Les procédés développés par les fabricants japonais dans le processus de réaction sont différents. Par exemple, le processus de synthèse de Tongdu est divisé en deux étapes : premièrement, la résine époxy et le catalyseur triténophylle réagissent à 150°C avant d'ajouter du DOPO pour poursuivre les réactions de réticulation. Le procédé introduit dans le brevet de Panasonic Electricity Company est une réaction en une étape : DOPO (ou ODOPB) est en présence de composés de chlore de dihydramium et d'ammonium catalyseur avec une résine époxy (résine d'oxygène à cycle de base énergétique multi-officiel excluant la structure sous-méthylique ) Les conditions de traitement pour les réactions sont 90 ℃ ~ 120 ℃ 4h ~ 7h.


  La clé de ce type de synthèse de résine est que le DOPO doit réagir pleinement avec la résine époxy. Si les conditions de réaction ne sont pas adaptées, le DOPO qui restera insensible. Et le TG et la feuille de cuivre de la plaque recouverte de cuivre FR-4 faite de cette résine sont bien pires. Par conséquent, augmenter la vitesse de réaction du DOPO est un moyen important pour assurer l’équilibre entre les performances. La méthode de contrôle de l'extrémité de réaction consiste à prendre la mesure d'échantillonnage pour mesurer son époxy (selon la norme JIS7236-1995). Si la réaction est supérieure à 99 % de la valeur théorique, le DOPO et la résine époxy peuvent réagir complètement. De plus, le niveau de réponse peut être jugé en déterminant le prix de l'acide de la résine époxy et la quantité résiduelle de DOPO (chromatographie liquide).


  Dans le choix des types de résine époxy, le japonais Panasonic Electric utilise une résine époxy résistante à la chaleur, capable de chauffer plusieurs énergies, sans structure sous-méthylique pour réagir avec le DOPO pour former trois structures de résine époxy au phosphore. La figure 3 est illustrée à la figure 3. Dans la structure de la résine époxy, comme il n'y a pas de sous-base (-CH 2-), la connexion entre le cycle benzénique augmente le pourcentage de structure benzénique dans le taux moléculaire pour éviter le problème de chaleur. résistance à haute température à haute température. Faire le Feuille FR4 CCL produit en obtenant une résistance thermique plus élevée (TG > 190 ° C).


3. Conclusion


  a) Grâce à un grand nombre de travaux expérimentaux, une zone de contact de tranches de silicium en forme de N et P avec différentes tranches de silicium en forme de P après avoir ajouté différentes charges avec différentes charges. Apporter une charge positive SP + 5 % Al 2 O 3 est facile d'apporter une charge négative.


  b) Les règles de la séquence de charge de la bande de contact indiquent que le contact du matériau de protection isolant et des différentes tranches de silicium est essentiellement le contact du type de matériau de protection et de la surface de la tranche de silicium. Le film d'oxydation ou film de passivation du comprimé détermine l'emplacement de la plaquette de silicium dans la séquence chargée.


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