Page 40 - 理化检验-物理分册2021年第九期
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李小慧, 等: 热塑 / 热固性聚苯醚的共混改性及其复合材料层压板的性能
为一种性能优异的工程塑料, 具有良好的力学性能、 加入适量甲苯, 采用水浴加热法于40℃下不断搅拌
电学性能及化学稳定性, 广泛应用于低介电、 低损耗 直至变成透明均一液相。然后分别加入一定量的
的层压板中 [ 4 ] 。然而, 使用聚苯醚作为介质的层压 TAIC和 BIPB , 于40 ℃ 下继续不断搅拌至透明均
板与铜箔之间的剥离强度低, 在后续的蚀刻液刻蚀、 一液相, 最后加入二氧化硅, 边加热边不断搅拌, 最
冲击以及切削加工中, 极易发生铜线脱落、 定位孔偏 终得到乳液状混合胶液。
离、 基板翘曲等问题, 这带来了严重的经济损失 [ 5-7 ] 。 1.3 层压板的制备
鉴于上述问题, 笔者采用热固性聚苯醚树脂 按照尺寸要求裁剪经偶联剂处理的无碱玻纤
( PPE ) 为主体树脂, 通过添加热塑性聚苯醚树脂 布, 放入烘箱烘干数分钟。将混合乳状胶液倒入自
( PPO ) 进行增韧改性研究, 并对其复合材料层压板 制的简易上胶机中, 然后将玻纤布浸渍胶液并刮去
的力学性能和介电性能进行测试。 PPE 和 PPO 具 多余的胶液, 得到厚度均一的半固化片。经风干、 加
有类似的结构, 如图1 、 图2所示。 热干燥、 裁切, 选取胶液均匀、 质量较好、 胶质量分数
为60%~70%的半固化片。
将一定数量的半固化片有序堆叠后进行两面覆
铜箔, 然 后 将 其 放 入 压 机 中, 在 真 空 条 件 下
图1 PPO的分子结构示意 以5℃ · min 速率升温到220℃ , 保压2h , 取出后
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Fi g 1 Dia g ramofmoleculestructureofPPO
得到层压板。
1.4 性能测试
根 据 IPC-TM-650 : 2005 Test Metholds
Manual 的技术标准要求, 采用万能试验机对层压
图2 PPE的分子结构示意 板进行铜箔剥离力和介质层弯曲性能测试; 采用微
Fi g 2 Dia g ramofmoleculestructureofPPE
波频率计在5GHz条件下进行介质层介电常数和
其中, 热固性聚苯醚树脂分子量较低, 形成的树 介电损耗因数测试; 进行介质层测试, 并通过称量法
脂胶液黏度小, 同时与其他组分的相容性好, 不易发 得到介质层胶含量。
生相分离 [ 3 ] ; 同时其端基或侧链含有可以发生交联 根据 GB / T19466.1-2004 《 塑料 差示扫描量
固化的不饱和双键, 通过添加长链热塑性聚苯醚, 在 热法( DSC ) 第1部分: 通则》 的技术要求对层压板进
热压时能形成互穿聚合网络结构, 降低材料的缺陷 行玻璃化转变温度测试, 升温范围为30~300℃ , 升
数量和内应力, 改善力学性能的同时改善介质与铜 温速率为10℃ · min 。
-1
箔之间 的 结 合 力, 从 而 提 高 层 压 板 的 加 工 使 用
性能 [ 8 ] 。 2 试验结果及分析
2.1 铜箔剥离力测试
1 试验材料及试验方法
图3为 PPO 添加量与铜箔剥离力的关系曲线。
1.1 试验材料 可见, 随着 PPO 添加量( 质量分数, 下同) 的增加, 铜
热塑性聚苯醚树脂( PPO )、 热固性聚苯醚树脂 箔与介质的剥离力逐渐增加, 当添加量达到20%时
( PPE ) 均为白色固体粉末, 由沙特基础工业公司生 剥离力达到最大值, 相比于未改性 PPE 树脂体系
产; 三烯丙基异氰脲酸酯( TAIC ) 为无色透明液体, ( PPO 添加量为 0% ) 增加了约 24% 。这是由于,
由上海方锐达化学品有限公司生产; 1 , 4- 双叔丁基 PPE 是一种官能化低分子量热固性聚苯醚树脂, 在
过氧异丙基苯( BIPB ) 引发剂为白色固体粉末, 由东 经过热压合后热固性聚苯醚发生交联固化形成刚性
) 为白 体, 材料呈结构脆性, 且在层压板覆铜热压复合过程
莞欧文新材料有限公司生产; 二氧化硅( SiO 2
色固体粉末, 由美国杜邦公司生产; 偶联剂6269为 中会发生较明显的固化收缩和热变形, 介质层与金
棕黄色透明液体, 由美国道康宁公司生产; 甲苯为无 属铜箔的变形量差异较大, 界面应力增大, 进一步降
色透明液体, 由国药集团化学试剂有限公司生产。 低了聚苯醚树脂和金属铜箔的剥离力; 而添加热塑
1.2 共混改性 性 PPO 后, 因 PPO 具有柔性分子链段, 表现出相对
将 PPO 和 PPE 按一定比例加入三口烧瓶中, 较好的结构韧性, 当与 PPE 共混时可以与热固性交
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