印刷多层板所需的材料

一、半固化片概述
半固化片主要由树脂和增强材料组成，增强材料又分为玻纤布、纸基、复合材料等几种类型，而多层制板所使用的半固化片（黏结片）大多是采用玻纤布做增强材料。因此本节主要介绍玻纤布型的半固化片。

经过处理的玻纤布，浸渍上树脂胶液，再经热处理（预烘）使树脂进入B阶段而制成的薄片材料称为半固化片，是多层板生产中的主要材料之一。

半固化片中所用的玻纤布是经表面处理（涂上一种特别的偶联剂，以提高玻纤布和树脂间的结合力）的电子级平纹玻纤布。在玻纤布中，布卷的长度方向为经向，经向的纱支也称为“经纱”，和其垂直的方向就是纬向，其纱支即为“纬纱”。各种玻纤布中经纱、纬纱的单位股数的不同，因而玻纤布有7628,2116,1080等不同类型，每种玻璃布压制厚度也不同。

常用半固化片的性能参数见表10-1。

半固化片中所用树脂主要为热塑性树脂如环氧树脂、双马来酰亚胺_三嗪、聚酰亚胺等多个品种，相应的黏结片为FR-4,BT,PI等不同品牌，其物理性能和电气性能都不尽相同，黏结片在生产过程中其树脂通常分为如下三个阶段。

A阶段：在室温下能够完全流动的液态树脂，这是玻纤布浸胶时状态。
B阶段：环氧树脂部分交联处于半固化状态，在加热条件下，又能恢复到液体状态。
C阶段：树脂全部交联为C阶段，在加热加压下会软化，但不能再成为液态，这是多层板压制后半固化片转成的最终状态。

二、半固化片的主要性能指标
多层板所用半固化片的主要外观要求有：布面应平整、无油污、无污迹、无外来杂质或其他缺陷、无破裂和过多的树脂粉末，但允许有微裂纹。

半固化片主要性能指标有含胶量（Resin conent）、流动度（Resin fow）、凝胶时间（Gel time）、挥发物含量（Volatile content）四项。此外，在美军标准MIL-D-13949中还有双氰胺结晶的控制的指标。

（1）树脂含量指树脂在半固化片中所占的质量分数，一般树脂含量为45%~65%，其含量随玻纤布厚度增加而减小。对于同一体系的半固化片，其含量大小直接影响半固化片的介电常数、击穿电压等电气性能及尺寸稳定性。一般地：含量高，介电常数低，击穿电压高，但尺寸稳定性差，挥发物含量高。

（2）树脂流动指树脂中能流动的树脂占树脂总量的分数，树脂流动度一般在25%~40%之间，其含量随玻纤布厚度增加而减小。流动度高，在层压过程中树脂流失多，容易产生缺胶或贫胶现象；流动度低，容易造成填充图形间隙困难，产生气泡、空洞等现象。因此在多层板生产过程中，宜选择中流动度的半固化片。不过，目前半固化生产厂家通常提供比例流动度来代替流动度和凝胶时间，比例流动度数据能够较好地预测成品板的最终厚度，在多层板生产过程中是重要参数之一。

（3）凝胶时间指树脂在加热情况下，处于液态流动的总时间。凝胶时间一般为140~190s。凝胶时间长，树脂有充分时间来润湿图形，并能有效地填满图形，有利于压制参数的控制。

（4）挥发物含量指浸渍玻纤布时树脂所用的一些小分子溶剂在预固化时的残余物，挥发物占半固化片的百分质量称挥发物含量，一般挥发物含量小于等于0.3%。挥发物高，在层压中容易形成气泡，造成树脂泡沫流动。虽然采用真空压制可大大减小气泡的形成，但一般半固化片生产厂家都应严格控制其含量。

半固化片性能测试可参照GB 10243-88或者IPC-TM-650。

三、半固化片的贮存与剪切
半固化片在不同条件下贮存，因受到环境温度、湿度的影响，会产生半固化片的吸潮、凝胶时间下降、流动度增加等变化，当贮存的温度过高或温度过低时，空气中水分容易在半固化片上凝聚成吸附水，这种吸附水在后续过程中很难除尽，影响了半固化中树脂的固化反应，甚至影响了多层板的质量。

为了保持原有半固化中的性能特性，最合适的贮存条件是：湿度越低越好，存放温度如不超过5℃，存放期可达6个月；存放温度为21℃相对湿度30%~50%，存放期为3个月。在实际生产中建议用密封塑料袋封装，同时放入干燥剂，尽量避免潮气及其他空气中杂质的侵入，这样可以延长半固化片的贮存时间。

由于玻纤布在经向、纬向单位长度的纱股数不同，在剪切时，需要注意半固化片的经纬向，一般选取经向（玻纤布卷曲的方向）为生产板的短边方向，纬向为生产板的长边方向，尽量与板剪切方向一致，以确保板面的平整，否则板子在受热后可能扭曲变形。

四、半固化片来料品质控制
凡新购进的1080型或2116型半固化片，为掌握压制的具体工艺方案和检验材料是否符合要求，应对材料性能进行测定。在材料入库保存期超过3个月后，由于材料随着存放期延长会产生老化现象，也应进行测试以判定材料是否适合生产需要。具体性能测试有树脂含量测试、树脂流动度测试、挥发物含量测试和凝胶时间测试。

1 树脂含量测试
（1）取样试样为正方形，其切割方向为对角线平行于经纱，尺寸为4inx4in，共计3组，每组质量大于7g。其中一组切自半固化片的中央部位，另两组分别切自半固化片的两侧，但到边缘的距离不得小于1in。

（2）测试把试样放入坩埚中（坩埚应先称重）一起称重，精确至1mg，连同坩埚放入马弗炉中加温至500~600℃，灼烧时间不少于30min，从炉中取出坩埚和残渣，放入干燥器里，冷却至室温，称质量精确至1mg。

特别注意炉温应控制在不造成玻纤布有熔融现象，而且树脂应完全灼烧呈全白状态，否则应延长时间或调整温度重新制作。
（3）计算
G(%)=(m1-m2)/m1x100
式中G———半固化片树脂含量百分数；
m1———试样质量,g；
m2———失去树脂后玻纤布质量,g。

（4）记录将测试的3组试样，分别记录结果。说明：如果没有马弗炉，可作一般精度的测试。样品用浓硫酸将树脂彻底溶解后，用水洗涤干净,100~110℃烘干，取样品原重与失去树脂后质量，按上述公式计算。

2 树脂流动度测试
（1）取样试样为正方形，边长4inx4in，精确至0.01in，切割方向为对角线平行于经纱斜切，样品总重20g为1组，共3组。质量精确至0.005。

（2）测试每组以布纹方向一至叠合在一起，放于两平板模具内，压机预热至170℃+-5℃入模立即施压力（1~1.5）x106Pa/cm2压力升至最大值约为5s，保温保压20min，开机取件冷却至室温。

切取一个正方形，其边与试样对角线平行，边长为2平方根的2倍+-0.01in或切成3.192in5+-0.01in的圆，圆心为试样对角线交点。

用分析天平称取小方块质量，精确至0.005g。
（3）计算
n(%)=(m1-2m2)/m1x100
式中n———树脂流动度；
m1———试样切片初始质量(20g),g；
m2———小块取样的质量,g。

3 挥发物含量测试
（1）取样试样为正方形半固化片，尺寸为4inx4in，裁切方向为对角线平行于经纱，每个试样的一个角冲上一个直径1/8in(3.175)的孔，每种半固化片切取3块试样，切取试样时，两边离半固化片边缘距离不小于1in。

（2）测试用分析天平称试样质量，精确至img。然后用金属小钩把试样挂在163℃+-2℃的恒温鼓风干燥箱内15min。从烘箱中取出试样置于干燥器里冷却至室温。用分析天平对试样称重时，环境相对湿度应低于65%，快速称重，精确至1mg。

（3）计算
W(%)=(m1-m2)/m1x100
式中W———树脂流动度；
m1———试样切片初始质量,g；
m2———小块取样的质量,g。

4 凝胶时间测试
测定用设备：凝胶化时间测试仪。
（1）取样按前同样方法裁切200mmx200mm试样* 张。
（2）测定取一张半固化片试样，从中取出树脂粉约0.15g，放入已加热恒温在170℃+-3℃的钢板平底孔中，用不锈钢或玻璃棒搅拌，从熔融状态直至拉起树脂能成为不断的丝状物，即为已固化。记录树脂粉由熔融状态至能拉起树脂间的时间，即为凝胶时间。3件试样分3次测试，取3次时间的算术平均值为准。

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