無鹵化的理論及實際課件

無鹵化的理論及實際潘慶崇Mobile：E-mail：一、無鹵化的需要1.環(huán)境保護(hù)的需要（略）鹵化物對策一、無鹵化的需要2.商業(yè)的需要EU法令對策（略）一、無鹵化的需要3.性能的需要（優(yōu)點）

MODEL-2（覆銅板、DICY固化case）低溴環(huán)氧阻燃Bα1=62ppm含燐環(huán)氧阻燃：Pα1=53ppm含磷/鹵素＝85.5％,以Tg=150℃計算，20～150℃的綫膨脹為Bα1=(150-20)×62＝8060ppmPα1=(150-20)×53=6890ppm,相當(dāng)于22℃的膨脹數(shù)。溴素阻燃為100時，燐、硅(分子級或NANOSiO2）阻燃約為70～85，相當(dāng)于提高Tg15~35%時的綫膨脹總量不提高Tg（也意味著增加脆性）也可達(dá)到降低綫膨脹總量的目的。一、無鹵化的需要3.性能的需要（優(yōu)點）低綫膨脹的結(jié)果多層化（尺寸穩(wěn)定、錯層小、層間黏結(jié)）8P(1.6厚度）×16層總膨脹量（20～280℃）減少約：60000mmPPM＝0.06mm.可靠性（低應(yīng)力、孔壁、IC與板的黏結(jié)、線路）低Tg化可能性高粘結(jié)性、低應(yīng)力、低吸水性低成本化Tg提高10℃，需要增加成本約1000～3000元/噸。短、小、薄化、長期穩(wěn)定性。一、無鹵化的需要3.性能的需要（優(yōu)點）3.2低離子遷移性解決了溴素阻燃長期以來難以解決的難題保持DICY固化的鉆（沖）孔性，同時解決了CAF問題。

3.3高熱分解溫度無鉛化：DICY固化也能達(dá)到“無鉛化”的要求長期穩(wěn)定性3.4添加填料的“需要”：降低成本。

二、無鹵化的手段三個系統(tǒng)的比較（相同Tg時的比較）DOPO-NQ/多官能DOPO/多官能磷酸脂/多官能吸水性100125160耐鹼性100128180PCT破壞時間100681585℃×85RH破壞時間1007020綫膨脹100115120鑽孔性（DRILL）良比較差優(yōu)孔壁信賴性優(yōu)一般（脆、毛刺、缺邊）不良冷熱衝擊1006010耐老化試驗1006825CAFOKOKNO二、無鹵化的手段固化劑的影響（選擇）環(huán)氧樹脂MODEL：DOPO-NQ/多官能環(huán)氧DICY（0.55eq)酚醛樹脂酚醛/含氮酚醛吸水率10075120耐鹼性無明顯差異無明顯差異無明顯差異PCT破壞時間1008510585℃×85RH破壞時間10088120鑽孔性（DRILL）優(yōu)良良孔壁信賴性優(yōu)一般（脆、毛刺、缺邊）一般（同上）冷熱衝擊OKOKOKFAFOKOKOK2、自身阻燃型環(huán)氧樹脂特點：芳香環(huán)含量高、殘?zhí)柯矢叩淖枞荚頍o鹵、無磷、無氮（所謂環(huán)保）高填充問題點：高成本、高填充。特殊填料、填料的表面處理和分散、上膠技術(shù)普及：當(dāng)前比較難體系：日本化藥的NC-3000東都化成的ESN-165二、無鹵化的手段三、問題點及解決方法以含燐環(huán)氧樹脂體系說明1、阻燃性提高阻燃性的常用方法是提高磷含量，但吸水率上升、PCT、T288性能下降、成本上升。解決思路：提高成炭率：降低烴基，特別是甲基濃度，提高芳香環(huán)濃度適當(dāng)提高填料的用量：填料的種類、粒度分布、表面處理、分散（分散以后的消泡）充分固化：成本增加不多，但效果大

P/N體系

P/N配合有利于提高成碳率P/N的黃金配合比抑制吸水率上升、PCT下降、脆性增大的方法：必須從整個體系考慮P、N的來源和構(gòu)造三、問題點及解決方法阻燃機理和對策阻燃機理：燃燒磷化合物磷酸脫水亞（meta）磷酸聚亞磷酸磷酸（膜化）聚亞磷酸的作用：強酸：使其它有機分子質(zhì)子化（proton）強脫水劑：特別對含有羥基的物質(zhì)的碳化有效：成碳率。不揮發(fā)性的磷氧化物與是碳的凝結(jié)劑覆蓋在材料表面而阻燃。1、提高阻燃性的著力點：材料有機物分解階段的阻燃更為重要和有效：提高成碳率。MODEL：環(huán)氧樹脂：DOPO/NQ、DOPO/多官能、磷酸酯/多官能固化劑：DICY（H/R=0.52eq）填料：無SIZE：4P板

達(dá)到燃燒時間＝20sec時環(huán)氧樹脂所需的磷含量（wt%）飽和吸水率測試方法：85℃×85RH三、問題點及解決方法DOPO/NQDOPO/多官能磷酸酯/多官能磷含量(wt%）2.152.483.16飽和吸水性100為基準(zhǔn)125160三、問題點及解決方法

三、問題點及解決方法3、填料常用阻燃填料：氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鹽

作用（以Al2O3·3H2O為例）：吸收CO：減少燃燒氣體量吸熱：降低溫度生成水：降溫、成膜作用Al2O3·3H2O的熱轉(zhuǎn)移圖

Al2O3·3H2OχAl2O3λAL2O3αAl2O3200℃200~300℃900~1000℃1100～1200℃

Al2O3·H2OγAl2O3

400~500℃（材料的熱分解溫度）

前者主要作用是分解前的降溫，阻燃效果小后者兼有燃燒（分解）時的降溫和成膜作用

，阻燃效果大

三、問題點及解決方法3、填料填料的選擇：粒度：粒度小，阻燃效果大分解溫度：預(yù)先除去低溫分解的結(jié)晶水，結(jié)晶水分解溫度提高（1水、1.5水）一般的分解溫度在樹脂分解溫度以下，300℃左右是減重高峰期，效果不大。使用適量的這種填料對于縮短t2（第二次燃燒時間）很有效。表面處理：硅烷偶聯(lián)劑、鈦偶聯(lián)劑、脂肪酸表面處理劑游離水：盡可能降低游離水的含量。※（結(jié)晶）析出法的氫氧化鈣比粉碎法的浸膠性好，有利于填入玻纖內(nèi)，使板材內(nèi)填料分布均一。

三、問題點及解決方法以含燐環(huán)氧樹脂體系說明2、打孔（DRILL）性（脆性）

以DOPO為P來源的環(huán)氧樹脂，普遍存在著脆的問題，主要原因是DOPO的構(gòu)造、普遍使用多官能環(huán)氧樹脂以及添加氫氧化鋁、氫氧化鎂等脆性填料。解決思路：合理的固化體系：選用胺（DICY）固化體系、調(diào)整DICY使用量環(huán)氧樹脂的構(gòu)造：剛?cè)峒骖櫴褂萌嵝曰瘶渲悍友鯓渲⑻砑觿┨盍系谋砻嫣幚砑夹g(shù)填料的粒度分布填料的分散技術(shù)

三、問題點及解決方法以含燐環(huán)氧樹脂體系說明3、粘接性（特別是層間粘結(jié)強度）基本思路：

DICY固化：適當(dāng)減少DICY用量（同時提高打孔性和孔壁信賴性、耐水性）酚醛樹脂固化：分子量和分子量分布、使用苯并二嗪、選擇柔韌性固化劑（ALKYLPHENOL、DIPHENYLPHENOL)、充分浸膠和控制凝膠速度操作：充分浸膠、調(diào)整流速和固化速度環(huán)氧樹脂樹脂的分子設(shè)計：柔韌性與對稱性、剛性分子的比例，韌性多官能環(huán)氧樹脂。玻纖和填料的表面處理操作：充分浸膠、調(diào)整流速和固化速度

三、問題點及解決方法以含燐環(huán)氧樹脂體系說明4、吸水性、耐堿性

吸水率高是其一大缺點。降低吸水率的一般思路：DICY固化：DICY的配比量適當(dāng)降低，用PNE等多官能環(huán)氧樹脂提高Tg酚醛樹脂固化：為了解決脆性，用柔韌性固化劑環(huán)氧樹脂構(gòu)造：盡可能多地引入芳香環(huán)作為“分子、官能基填料”，同時屏蔽P原子和羥基，降低由氫鍵結(jié)合而產(chǎn)生