PCB樹脂化學和膠片術語手冊

1、1、 ABS 樹脂是由 Acrylonitrile-Butadine-Styrane (丙烯 -丁二烯-苯乙烯)所組成的三元混合樹脂，其中丁二烯之橡皮部份能被鉻酸所腐蝕而出現(xiàn)疏孔，可做為化學銅或化學鎳的著落點，因而得以繼續(xù)進行電鍍。電路板上許多裝配的零件，即采用ABS 鍍件。2、 A-Stage A 階段指膠片(Prepreg)制造過程中，其補強材料的玻纖布或棉紙，在通過膠水槽進行含浸工程時，該樹脂之膠水(Varnish ，也譯為清漆水)，尚處于單體且被溶劑稀釋的狀態(tài)，稱為A-Stage。相對的當玻纖布或棉紙吸入膠水，又經(jīng)熱風及紅外線干燥后，將使樹指分子量增大為復體或寡聚物( Oligomer

2、 ) ， 再集附于補強材上形成膠片。此時的樹脂狀態(tài)稱為B-Stage。 當再繼續(xù)加熱軟化，并進一步聚合成為最后高分子樹脂時，則稱為C-Stage。3、 Bonding Sheet(layer) 接合片，接著層指硬質多層板用以層壓結合的“膠片 ”，或軟板“表護層 ” 與其板面間的接著層4、 B-Stage， B 階段指熱固型樹脂的半聚合半硬化狀態(tài)，如經(jīng)A-Stage 的環(huán)氧樹脂含浸工程后，在膠片玻纖布上所附著的樹脂，尚可再加溫而軟化者即屬此類。5、 Copolymer 共聚物是 CCL 銅箔基板外表所壓覆的金屬銅層。PCB 工業(yè)所需的銅箔可由電鍍方式(Electrodeposited)，或以輾壓

3、方式(Rolled) 所取得，前者可用在一般硬質電路板，后者則可用于軟板上。6、 Coupling Agent 偶合劑電路板工業(yè)中是指玻纖布表面所涂布的一層“硅烷化合物” 類， 使在環(huán)氧樹脂與玻纖結合之間，多了一層 “搭橋鉤連”的化學鍵，令二者間具有更強力的伸縮彈性及結合牢固性，一旦板材受到強熱而產(chǎn)生差異甚大的膨脹時，偶合劑將可避免二者之分離。7、 Crosslinking ， Crosslinkage 交聯(lián)，架橋由眾多單體經(jīng)其分子鍵的接合，而形成熱固型(Thermosetting) 高分子聚合物(Polymer) ，其連接的過程稱為“ 交聯(lián) ”。8、 C-Stage， C 階段一般基材板中，

4、其等樹脂均可分為A,B,C 等三種硬化(亦稱聚合或固化)階段。以用量最多的環(huán)氧樹脂為例，其供做含浸用的生膠水(Varnish) 稱為 A-Stage: 含浸與半硬化而成之膠片(Prepreq) 即為B-Stage；以多張半固化膠片與銅皮疊合成冊，并于高溫中再行壓合成為基板。此種無法回頭的全硬化樹脂狀態(tài)則稱為C-Stage。9、 D-glass D 玻璃是指用硼含量甚高的玻璃纖維，所制造出來的基板，使其介質常數(shù)可控制的更低。10、 Dicyandiamide (Dicy) 雙氰胺是一種環(huán)氧樹脂聚合硬化所需的架橋劑,因其分子式中具有一級胺(-NH )、二級胺( NH), 及三級胺( NH)等三個強

5、力的活性反應基,是一種不可多得的優(yōu)秀硬化劑,又名 Cyano-Guanidine 氰基胍。但因此物之吸水性很強，在板材中又有重新聚集“再結晶 ”的麻煩,故須研磨極細后才能摻在含浸的樹脂中使用。11、 、 Differential Scanning Calorimetry(DSC) 微差掃瞄熱卡分析法簡單的說當物質受熱時，在不同溫度下其“熱量 ”流入物質的速率(mcal/sec)將會有所差異。DSC即為測量這種“熱流速率”( 或熱量變化率)在不同溫度下的微小變化。例如當一種商用環(huán)氧樹脂被加熱時，在不同溫度下其“熱流率 ” 也不同，但快要到達“ 玻璃態(tài)轉換溫度”時，其每 間的熱流率會出現(xiàn)很大的變化

6、，其曲線轉折處斜率交點所對應橫軸的溫度，即為該樹脂的Tg，故可用DSC 去測定 Tg。 DSC 的做法是將試樣(S)與參考物(R)同時加熱，因二者的“熱容量 ”不同， 故上升的溫度也不同，但其間之差距 T 卻可維持不變。不過將要到達Tg 附近時，兩者間的 T就會出現(xiàn)很大的變化，DSC 即可測出這種溫差的變化。是一種改良式的“ 熱差分析法” (DTA)。DSC 除可測定聚合物的Tg 外，尚可用以測出塑膠類之比熱、結晶度、硬化交聯(lián)度，及純度等，是一種重要的“ 熱分析 ”儀器。12、 Dip Coating 浸涂法是一種簡單便宜的表面涂裝法，其皮膜的厚度，與涂液的粘度及涂布的速度有關，電路板基材所用

7、的膠片(Prepreg)就一直采用此法處理，除可在外表進行涂裝外，亦能滲入玻纖布的空隙中，故又稱為含浸 Impregnation 。13、 、 E-glass 電子級玻璃E-glass 原為美商Owens-Corning Fiberglass Co.的商標，由于在電路板工業(yè)中使用已久，故已成為學術上的名詞。其組成中除了基本的硅與鈣外，含鉀鈉之量極低，但卻含有較多的硼及鋁。其抗電王之絕緣性及加工性都不錯，已大量使用于電路板的基材補強用途。其組成如下：氧化硼 B2O3 510%氧化鈉鉀Na2O/K2O 02%氧 化 鈣 CaO 1625% 二氧化鈦TiO2 00.8%氧 化 鋁 A12O3 121

8、6% 氧 化 鐵 Fe2O3 0.050.4%二氧化硅SiO2 5256% 氟 素 F201.0%14、 Entry Resin 環(huán)氧樹脂是一種用途極廣的熱固型(Thermosetting) 高分子聚合物，一般可做為成型、封裝、涂裝、粘著等用途。在電路板業(yè)中，更是耗量最大的絕緣及粘結用途的樹脂，可與玻纖布、玻纖席，及白牛皮紙等復合成為板材，且可容納各種添加助劑，以達到難燃及高功能的目的，做為各級電路板材的基料。15、 Exotherm 放熱(曲線)各種樹脂在聚合硬化過程中，此詞是隨時間進行而出現(xiàn)熱量散放的曲線而言。所放出熱量最多的時機即該溫度曲線之最高處。又Exothermic Reactio

9、n 詞是指放熱式的化學反應。16、 Filament 纖絲是指各種織物最基本的單元，通常是由單絲經(jīng)過旋扭集合成一束單股的絞(Strand )，或多股所捻成的 紗（ Yarn ），再由“經(jīng)紗 ” 及 “緯紗 ”織成所需要的布。通常Filament 是指連續(xù)不斷的長纖而言，定長短纖則多用Staple 表達。17、 、 Fill 緯向指玻纖布或印刷用網(wǎng)布，其經(jīng)緯交織中的緯紗方向，通常單位長度中緯紗的數(shù)目比經(jīng)紗要少，故強度也較不足。此詞另有同義字Weft 。18、 Flame Resistant 耐燃性指電路板在其絕緣性板材的樹脂中，為了要達到某種耐燃性等級（在UL94 中共分HB、 VO、 V1 及

10、 V2 等四級），必須在樹脂配方中刻意加入某些化學品，如溴、硅、氧化鋁等（如FR-4 中即加入以上的溴），使板材之性能可達到一定的耐燃性。通常耐燃性的FR-4 在其基材（雙面板）表面之經(jīng)向（Warp ）方面，會加印制造者的UL“ 紅色標記”水印，以表示是耐燃的板材。而未加耐燃劑的G-10，則在經(jīng)向只能加印“綠色 ”的水印標記。此術語尚有另一同義詞“ Flame Retardent 難燃性 ”，但電路板正確的術語中，從來沒有防火材料（Fire resist）這種說法，那是外行者道聽涂說不負責任的言詞，不宜以訛傳訛造成難辨真?zhèn)蔚恼f法。19、 Gel Time 膠化時間是指 B-stage 中的樹指

11、，受到外來的熱量后，由固體轉變?yōu)榱黧w，然后又慢慢聚合作用而再變?yōu)楣腆w， 其間軟化“出現(xiàn)膠性” 所總共經(jīng)歷的“秒數(shù) ” ， 稱為 “膠化時間” 。 也就是在多層板壓合過程中，可讓流膠趕走空氣，及填充補平內層線路的高低起伏，其所能利用的秒數(shù)，即為膠化時間在實用上的意義。這是半固化膠片Prepreg 的一項重要特性。20、 Gelation Particle 膠凝點指 B-stage 膠片的樹指中，出現(xiàn)透明狀已先行聚合的樹臘微粒而言。21、 、 Glass Fiber 玻纖是將高溫的熔融玻璃漿從白金小口擠出而得到極細的長絲（Filament） ，稱為玻纖絲。此玻絲可集合 200 400 支而捻成玻紗

12、(Yarn) ，再由玻紗織成玻纖布，可用來當成膠片的補強材料。若將連續(xù)的長纖切斷而成定長的短纖(Staple)，以沉積處理而成厚度一定的板材稱為玻纖席(Glass Mats)22、 Glass Transition Temperature ， Tg 玻璃態(tài)轉化溫度聚合物會因溫度的升降而造成其物性的變化。當其在常溫時是一種結晶無定形態(tài)(Amorphous) 脆硬的玻璃狀物質，到達高溫時將轉變成為一種如同橡皮狀的彈性體(Elastomer) ，這種由“玻璃態(tài) ”明顯轉變成“ 橡皮態(tài) ”的狹窄溫度區(qū)域稱為“玻璃態(tài)轉化溫度”，簡寫成Tg 但應讀成“ Ts of G” ，以示其轉變的溫度并非只在某一溫度

13、點上。23、 Heat Cleaning 燒潔指已完成織布作業(yè)的玻璃布，需將其減少摩擦用途階段性任務的漿料(Sizing) 去掉，以便對玻璃布能做進一步“硅烷式 ”的 “偶合處理” (Coupling Treatment 可增強玻纖布與樹脂間的結合力)，其除去漿料的方法，便是置于高溫的焚爐內進行“燒潔 ”。24、 Impregnate 含浸指基材板之補強材料(如玻纖布或絕緣紙)，將其浸漬于A-Stage 之液態(tài)樹脂，并強令樹脂進入玻纖布的紗束中，且迫使空氣被逐出，隨后熱硬化成為膠片之浸著處理，或稱“ 含浸 ”。25、 Novolac 酯醛樹脂單面板最常見的是酚醛樹脂(Phenolic Resi

14、n)，這是采用酚類(Phenol， C6H 5OH)與醛類 (Formaldehyde)二者，經(jīng)脫水縮合反應，而逐漸立體架橋而成的樹脂。若其成品產(chǎn)物中酚多醛少，且系經(jīng)酸性環(huán)境中催化反應者，則該樹脂稱Novolac( 早期是一種商名，現(xiàn)已通用為學名了) 。反之，若在堿性環(huán)境中反應，其生成物中呈現(xiàn)酚少醛多者，則稱為Resole 。后者多用于單面基材中。Novolac 可用以與環(huán)氧樹脂(Epoxy) 進一步反應而成為共聚物，可增加Epoxy 機械強度及尺寸安定性，令 FR-4 的性能可獲某種程度的改善，稱之為高功能樹脂，通常其在環(huán)氧樹脂中的添加量約占重量比的5 9之間。 此環(huán)氧樹脂結構的Bisphe

15、nol-A 在加入 Novolac 后， 會形成較多的交聯(lián)(Crosslinking) ，而令 Tg 得以提高，使在耐溶劑性、耐水性上也都較好。但卻也是造成鉆Resole 反應過程，頭的損傷及除膠渣(Smear Removal) 的困難。以下四式為一般在強堿催化下的其產(chǎn)品中醛的部份遠多于酚，是目前單面紙基板的樹脂主要成份：酚醛樹脂早在1910 年即由一家叫Bakelite 公司，加入帆布纖維而做成一種堅硬強固絕緣性又好的材料，稱為Bakelite ，中文譯為 “電木 ”，在工業(yè)界已用了很久，連字典都已收錄為正式的單字。26、 Opaquer 不透明劑，遮光劑是指在板材樹脂中加入的特殊化學品，令

16、玻纖布與半透明樹脂所組成的底材，具有一種不透光的效果。 因當電路板在采用感光成像的綠漆時，其曝光制程將由于板材中遮光劑的作用，而阻止紫外光透過板材到達另一面去造成意外的曝光。這種Opaquer 對于日漸增多的薄板尤其重要。Opacity 是指板材的“遮光度 ”系為 “透光度 ” (Transmittance的倒數(shù)。)27、 Plasticizers 可塑劑、增塑劑是一系列的化學品，可添加在各式塑膠中，以提供產(chǎn)品之良好施工性、耐燃性、絕緣性。此等增塑劑分為原級和次級兩類，原級者可與原樹脂互溶而當成助劑，以改善其性質而達到某種標準；次級增塑劑的用途，則主要在協(xié)助原級并能達到降低成本的目的。28、

17、Ply層，股指板材中玻纖布或牛皮紙的“層數(shù) ”，有指也時繩索、導線、纖維等，系由兩股或數(shù)股之“絲 ” (Filament)所并捻而成，其每“支 ” 絲亦稱為一股。29、 Polymerization 聚合指可進行聚合之較小分子之單體或團體等，在可控制的條件下，以線性方式首尾相連構成長煉狀巨分子，謂之聚合。30、 Prepreg 膠片，樹脂片是將玻纖布或白牛皮紙等絕緣性載體材料，含浸在液態(tài)的樹脂中，使其吸飽后再緩緩拖出及刮走多余含量，并經(jīng)過熱風與紅外線的加熱，揮發(fā)掉多余的溶劑且促使進行部份之聚合反應，而成為B-stage 的半固化樹脂片，方便各式基板及多層板的疊置與壓制。此Pregreg 是由

18、Pre 與 Pregnancy 兩字首所湊合(Coin) 而成的新字。大陸業(yè)界對此譯為“半固化片”。31、 、 Resin Content 膠含量，樹脂含量指板子的絕緣基材中，除了補強用的玻纖布或白牛皮紙外，其余樹脂所占的重量百分比，謂之Resin content 。 例如美軍規(guī)范MIL-P-13949H 即規(guī)定 7628 膠片之 “ 樹脂含量”須在35 50%之間。32、 Resin Flow 膠流量，樹脂流量廣義上是指膠片(Prepreg)在高溫壓合時，其樹脂流動的情形。狹義上則指樹脂被擠出至“板外 ”的重量，是以百分比表示。此法原被MIL-P-13949 F 所采用故亦稱為MIL Llo

19、w 。自 1984 年起美國業(yè)界出現(xiàn)一種新式的比例流量(Scaled Flow) 試驗法， 理論上看來確比原來的“流量 ” 更為合理。其詳情可見IPC-TM-650 中的 2.3.17 及 2.4.38 兩節(jié)。33、 Reversion 反轉、還原指高分子聚合物在某種情況下發(fā)生退化性的化學反應，出現(xiàn)分子量較低的小型聚合物，甚至更分解成為單體(Monomer) 之謂也。34、 Self-Extinguishing 自熄性在 PCB 工業(yè)中是指基板材料所具有的耐燃性。從另一個角度去看，也就是當板材進入高溫的火焰中引發(fā)火苗后，故意將火源撤走的情形下，板材會慢慢自動熄滅，此種現(xiàn)象可稱已具有“自熄性 ”

20、 。由于商用板材樹脂中多已加入耐燃的物質，如FR-4 的環(huán)氧樹脂中，即已加入22的溴化物以達成其耐燃性。通常耐燃性的檢驗法則可按UL-94 或 NEMA LI 1-1989 兩規(guī)范去進行。35、 Silane 硅烷是將有機烷類中的碳原子，換成硅原子而成的“擬烷類 ” 。電路板材工業(yè)中，常在玻纖布經(jīng)過燒潔后， 為使其與環(huán)氧樹脂有更好的結合力起見，在玻纖布外表進行一種硅烷化的表面處理，可使其介面間多一層能加強結合力的表層。這是一種化學結構力，可在兩種性質迥異的物質之間，據(jù)以獲致更強的親合力。36、 Sizing 上漿處理從高溫紡位(Bushing) 中所擠出的玻璃絲(Filament) ，須先做“

21、上漿處理”才能紡制成紗束(Yarn) 。而經(jīng)紗與緯紗在織成玻璃布(Cloth or Fabric) 之前，還要再做一次“漿經(jīng) ”才能織布。其原理與一般衣著紡織品并無二致，目的在減少絲與紗彼此之間的磨擦損壞。完成織布后則還需在高溫執(zhí)行兩次 “燒漿 ”以除去漿料，然后于清潔的玻璃布上另做“硅烷 ”偶合處理層，才能含浸樹脂，玻纖布與樹脂間的接著力也才得以強化。sizing37、 Slashing 漿經(jīng)指玻璃布在經(jīng)緯交織以前，其經(jīng)紗 (Warp) 部份需在連續(xù)牽引平面并攏后，以其全幅的寬度浸漬通過于特殊配方的漿料(Size) 槽液中，希望各支紗束的外表都能沾附上一薄層漿料，以減少后來緯紗穿梭織過時的摩

22、擦損傷。對玻璃紗而言，此詞比Sizing 更專業(yè)，且此種表面處理層是臨時性的，只是為了織造時的方便而已。待玻纖布織成后，還要在高溫中把漿料燒掉，稱為Fire Cleaning 燒潔“ ”，以便使玻纖布能接受另一次的“ 硅烷 ”處理 Silane Treatment，令玻纖布與樹脂之間有更好的結合力。38、 Strand 絞是指由許多股單絲(Filament) 所集束并旋扭而成的絲束，稱為“ 絞 Strand ”，一般與 “紗Yarn”可通用，不過有時紗是再由絞所“并捻 ” (Ply)而成的。在電路板工業(yè)中多指玻纖布中的紗束，也用于一般電子業(yè)之金屬導線上。39、 Synthetic Resin

23、合成樹脂指由聚合方式所合成的樹脂，或將天然樹脂再予以化學處理而具有水溶性，進而可改質或改型成為所需性能的各種有機材料，皆稱為合成樹脂。40、 Tetrafunctioal Resin 四功能樹脂廣義是指每個聚合物的小“ 分子 ”單元中具有四個反應官能基者，由其所形成的環(huán)氧樹脂則稱之“四功能樹脂”。電路板業(yè)狹義是指具有四個反應基的環(huán)氧樹脂，這是一種刻意染成黃色的基材，其 Tg 可高達180，尺度安定性也較FR-4 好。目前業(yè)界所使用者系由10四功能，另配合90的雙功環(huán)氧樹脂組成淡黃色品。此種板材不但成本增加不多售價不變外，且原來FR-4 板材所慣用的生產(chǎn)設備也仍然用無須換機。此種”板材的 Tg

24、比原來的FR-4 高約 10，尺寸也較穩(wěn)定，對薄板甚為有利。41、 、 Thermoplastic 熱塑性指高分子塑膠類，受到高溫的影響會軟化而具有可塑性，冷卻后又會變硬。這種可隨溫度做反復軟硬之變化，而本質卻甚少改變之特性，謂之“熱塑性 ”。常見者如PVC 或 PE 等皆屬之。42、 Thermosetting 熱固性指某些高分子聚合物，一旦在高溫中吸收能量而架橋硬化后，即固定成型不再隨溫度升高而軟化可塑，謂之“ 熱固性 ”。此類聚合物以環(huán)氧樹脂最為常見，電路板材皆屬此類。43、 Treament ， Treating 含浸處理在電路板工業(yè)中專指在膠片（Prepreg）生產(chǎn)時，其玻纖布或牛皮

25、紙等主材之樹脂含浸工程。即先將卷狀主材連續(xù)慢速拖過樹脂的溶液槽，再通過紅外線及熱風的長途連續(xù)烤箱，迫使其中溶劑揮發(fā)掉并同時供給熱能，使樹脂產(chǎn)生一部份的架橋聚合反應。此種整體連貫制程之正式名稱為“ Impregation Treatment ，”而其大型生產(chǎn)設備則稱為“處理機 ” （Treator。） FR-4 環(huán)氧樹脂之膠片是采用直立式 Treator （高達 13米左右 ）， 而 CEM-1 、 CEM-3 及酚醛紙板等，則多采平臥式Treator（長達100米 ）。44、 Varnish 清漆、凡力水樹脂之液態(tài)（如環(huán)氧樹脂） 單體，經(jīng)特殊調配混合妥當后，可做為牛皮紙或玻纖布等補強材料之“含

26、浸 ” 材料，再經(jīng)熱風吹干與初步聚合后，即成為半硬化之膠片。這種液態(tài)之樹脂單體，術語稱為 A-stage 之 Varnish 。45、 Volatile Content 揮發(fā)份含量在電路板工業(yè)中是指膠片（Prepreg） 所含的揮發(fā)份而言。一般板材最權威的規(guī)范MIL-S-13949H在其 4.8.2.4 節(jié)中指定，須按 IPC-TM-650 的 2.3.19 檢驗法對揮發(fā)份進行測試，其做法為：* 在天平上精稱試樣到0.在室溫環(huán)境中，將 4 吋見方的膠片試樣，進行 4 小時以上的穩(wěn)定處理。001 g 的精度。* 將試樣以鉤孔方式懸空掛在163± 2.8的烤箱中，烘烤15± 1

27、 分鐘。 * 取下試樣在干燥器中冷卻到室溫后再精稱之，其計算如下：揮發(fā)物含量% (前重后重)/前重×100 再按 13949H 之 3.1 節(jié)所指定“規(guī)格詳單” (Specification Sheet)編號 MIL-S-13949/12B(1993.8.16 發(fā)布 )中的規(guī)定：各種膠片“揮發(fā)份 ”之上限值為0.75。通常由于膠片中揮發(fā)物之沸點甚高，故一旦當揮發(fā)份太高時，即表示其中之水份含量也可能很高，如此一來也可能導致壓合中的“流膠 ”量 (Flow) 太大，故良好膠片的揮發(fā)份應維持在0.5左右。46、 Warp Size 漿經(jīng)處理Warp 原本意思是指布材中的經(jīng)紗(Warp Yarn) ，通常在緯紗(Fill Yarn)