摘要：论述了环境友好阻燃环氧树脂覆铜板研究开发的意义*提出通过开发并使用含氮、磷或硅的非面阻燃型环 氧树脂.含鱗、氮或鱗-氮的功能性阻燃固化剂和在体系中添加有机鱗阻燃剂、氢氧化铝等无机阻燃剂等途径来开发 环境友好阻燃环氧树脂覆铜板1并对我国在今后该领域的研究作了展望1

 

关键词：覆铜板；环境友好；环氧树脂；阻燃

 

中图分类号:TN41 文献标识码:A 文章编号:1001-2028 (2002) 07-0032-04

 

 

随着高度信息化时代的到来，电子元器件已进 入了高集成度，高可靠型的新阶段。安装它们所必须

 

的基板--印制电路板PCB已成为大多数电子产品

 

不可缺少的重要组成部件。作为PCB制造中的主要 基板材料，覆铜板起着导电、绝缘和支撑等三个主要 方面的功能。PCB的性能、质量、制造中的加工性 、成本、水平等很大程度上取决于基板材料。目前世 界基板材料产值已达几百亿美元。我国基板材料产量 约5500万平方米，产值约90亿元[1]。

 

根据所用胶粘剂的种类，覆铜板可以分为酚醛 树脂、环氧树脂、聚酯和聚酰亚胺等多种类型。根据 增强材料，可分为纸基、玻璃布基和复合基等。其中 玻璃布增强环氧覆铜板，如FR-4和FR-5等品种已成 为目前应用于电子计算机、通讯设备、仪器仪表等电

收稿日期=2002-03-11 修回日期=2002-03-28

 

作者简介：王新龙（1965-)「男r江苏省泗阳人『博士r副教授r主要从事电子化学品及功能高分子方面的研究.E-mail: wxinlong@sohu.eom*

子产品中印刷电路板的主流。据推测，今后环氧覆铜 板在整个覆铜板中将居首位[2]。

 

1研究开发意义

 

从材料的阻燃性能考虑，覆铜板可分为阻燃型 和非阻燃型两大类，其中阻燃型占主导地位。阻燃型 基板材料又分为含溴、锑的阻燃基材及不含溴、锑的 绿色型基材即环境友好型基材。

 

自1986年起，卤系阻燃材料工业的发展遇到恶 二英（D10xm)问题的困扰，即卤系阻燃剂在高温裂 解及燃烧时，产生有毒的多溴二苯并呋喃（PBDF) 及多溴代二苯并二恶烷，这是一类可损害皮肤和内 脏，并具有促进机体畸形和致癌作用的物质。因此，

 

卤系阻燃高分子材料在欧洲未能获得绿色环保标志

 

[3]。20世纪90年代起，电子产品的技术开发也越来 越要求适应环境，因此,环境友好型基板材料的发展 速度也越来越快=采用不含卤素的阻燃型基板材料， 已成为当今多数板材绿色化的重要方向。主要表现在： (1)世界许多国家或地区（特别是欧洲）已制定、 颁布了众多有关限制或禁用含卤系阻燃剂的基板材料 的法规，有关法规在2004年左右将会强制执行。而 我国作为基板材料的生产大国，阻燃产品主要为卤系 阻燃型。（2)世界一些著名电子产品厂家已开始使用 不含卤素的PCB基材。

 

20世纪中后期，环境友好阻燃环氧树脂覆铜板 的研究越来越受到人们的重视。因为环氧树脂覆铜 板，包括纸基、玻璃布基、复合基及积层多层板型， 是基板材料的主要品种，而其中大多数是非环境友好 阻燃型。以占95%以上的FR-4基板材料为例，这是 一类用溴阻燃的板材，其典型配方见表lp]。

 

表1 FR-4胶液典型配方

强材料和铜箔一般是难燃的，无须阻燃处理。因此， 环氧树脂的阻燃对于基板材料是十分重要的。环氧树 脂型基板材料树脂漆包括环氧树脂、固化剂、固化促 进剂和溶剂D环氧树脂作胶粘剂；固化剂与环氧树脂 中环氧基或羟基反应，从而使环氧树脂固化交联；促 进剂用于催化树脂的固化；溶剂主要用于溶解环氧树 脂及固化剂，在浸渍及压制过程中被除去。要开发环 境友好阻燃环氧树脂覆铜板只有从以下三个方面入 手：（1)开发不含卤素的阻燃型环氧树脂；（2)采用 非卤的具有阻燃性的固化剂；（3)添加非卤型阻燃 剂。

 

2.1非卤阻燃型环氧树脂的研究

 

依据阻燃元素种类，阻燃剂可分为卤系（溴系及 氣系）、憐系、氣系、娃系、铺系、棚系等。研究并 采用含磷、氮、硅等阻燃元素的环氧树脂代替现在广 泛应用的四溴双酚A型环氧树脂，是开发非卤素阻 燃环氧树脂的主要方法 2.1.1 含氮环氧树脂的研究

 

含氮环氧树脂是目前代替溴代环氧树脂用于阻燃 覆铜板制造的主要品种，有缩水甘油胺环氧树脂和聚 异氰脲酸酯-恶唑烷酮树脂等种类。

 

缩水甘油胺环氧树脂包括以三嗪为核骨架的三聚 氰酸三缩水甘油胺、对氨基苯酚环氧树脂和二氨基二 苯甲烷环氧树脂。三聚氰酸三缩水甘油胺为白色结晶 粉末，相对分子量297.29,熔点102105r,环氧 值102108 g/mol，分子中含有3个环氧基，含氮量 高达14% (质量分数)，因此，具有自熄性。它还具 有交联密度大，耐温性能高，耐电弧性好等特点，制 备方法如下：