Prugressu in i Laminati di Resina Epossidica di Rame Ritardatu di Fiamma Ecologicu

  Cù l'arrivu di l'età altamente infurmazione, i cumpunenti elettronici sò intruti in una nova tappa di alta integrazione è alta affidabilità. U circuitu stampatu (PCB), a basa di basa necessaria per stallà, hè diventatu un cumpunente indispensabile è impurtante di a maiò parte di i prudutti elettronichi. Cum'è u principale materiale di sustrato in a fabricazione di PCB, u laminatu di rame (CCL) svolge trè funzioni principali: conduttivu, insulating è supporting. U rendiment, a qualità, a manufacturability, u costu è u livellu di PCB dipende in gran parte da u materiale di sustrato. Attualmente, u valore di pruduzzioni di materiali sustrato in u mondu hà righjuntu decine di miliardi di dollari. A pruduzzioni di materiali sustrati in Cina hè di circa 55 milioni di metri quadrati, cù un valore di pruduzzioni di circa 9 miliardi di yuan.

  Sicondu i tipi di adesivi utilizati, CCL pò esse divisu in resina fenolica, chista resina, poliester, polyimide è altri tipi. Sicondu i materiali di rinforzu, pò esse divisu in basa di carta, basa di tela di vetru è basa composta. Frà elli, u laminatu rivestitu di rame epossidicu rinforzatu in tela di vetru, cum'è FR-4 è FR-5, hè diventatu u mainstream di i circuiti stampati utilizati in i prudutti elettronichi cum'è l'urdinatori elettronici, l'equipaggiu di cumunicazione, i strumenti è i metri. Hè speculatu chì epoxy CCL serà u primu in tuttu u CCL in u futuru.

1. Significatu di ricerca è sviluppu

  In cunsiderà a ritardante di fiamma di i materiali, u laminatu di ramu rivestitu pò esse divisu in duie categurie: ritardante di fiamma è non ritardante di fiamma, di quale u ritardante di fiamma hè u dominante. I materiali di sustrato retardanti di fiamma ponu esse divisi in sustrato retardante di fiamma chì cuntene bromu è antimoniu è sustrato verde senza bromu è antimoniu, vale à dì sustrato ecologicu.

  Dapoi u 1986, u sviluppu di l'industria di materiali ritardanti di fiamma alogenati hà scontru u prublema di diossina, vale à dì, dibenzofuran polibromuratu tossicu (PBDF) è dibenzodioxane polibrominatu sò pruduciuti quandu i ritardanti di fiamma alogenati sò pirolizzati è brusgiati à alta temperatura, chì hè un tipu di sustanza. chì ponu dannà a pelle è l'organi internu, è hà l'effettu di prumove a malformazione è a carcinogenesi di u corpu. Per quessa, i materiali polimeri alogenati ignifughi ùn anu micca pussutu ottene a marca di prutezzione ambientale verde in Europa.

  Dapoi l'anni 1990, u sviluppu di a tecnulugia di i prudutti elettronichi hà sempre più bisognu di adattà à l'ambiente. Per quessa, u sviluppu di materiali di sustrato favuritu di l'ambiente hè diventatu più veloce è più veloce. L'usu di materiali di sustrato ritardanti di fiamma senza alogeni hè diventatu una direzzione impurtante per u greening di a maiò parte di i piatti. Hè principarmenti riflessu in: (1) Parechji paesi o regioni in u mondu (in particulare l'Europa) anu formulatu è promulgatu assai rigulamenti nantu à a limitazione o a pruibizione di i materiali di sustrato chì cuntenenu ritardanti di fiamma alogenati, è i regulamenti pertinenti seranu infurzati intornu à u 2004. A Cina, cum'è un grande pruduttore di materiali di sustrato, hè principarmenti alogenati ignifughi. (2) Certi famosi pruduttori di prudutti elettronici in u mondu anu cuminciatu à aduprà PCB senza alogeni.

  In a fini di u 20u seculu, più è più attenzione hè stata pagata à a ricerca di un laminatu di ramu di resina epossidica ignifuga di l'ambiente. Perchè u laminatu rivestitu di rame di resina epossidica, cumpresu a basa di carta, a basa di tela di vetru, a basa di compostu è a tavola multistrati, hè a varietà principale di materiali di sustrato, è a maiò parte di elli ùn sò micca ritardanti di fiamma ambientale. Pigliate u FR4 feuille materiale sustrato, chì cuntene più di 95%, cum'è un esempiu. Questu hè un tipu di piastra cù ritardante di fiamma di bromu. Vede a Table 1 per a so formula tipica.

Tab.1 Formulazione tipica di FR-4 Adhesive

  Dunque, hè di grande valore ambientale è significatu ecunomicu di sviluppà fogli di resina epossidica ritardanti di fiamma senza alogeni per rimpiazzà i fogli di tippu di alogenu altu o bassu alogeni esistenti.

2. Approcciu di ricerca è sviluppu

  A pruduzzione di materiali di sustrato generalmente include trè prucessi: a fabricazione di pittura di resina, l'impregnazione è l'asciugatura di i prudutti semifiniti, è a furmazione è a pressa di piastra. I materiali principali include resina polimerica, materiali di rinforzu è foglia di cobre. Eccettu per i materiali basati in carta, i materiali di rinforzu è i fogli di rame sò generalmente ritardanti di fiamma è ùn necessitanu micca trattamentu ritardante di fiamma. Dunque, a ritardanza di fiamma di a resina epossidica hè assai impurtante per i materiali di sustrato. A pittura di resina di materiale di sustrato à base di resina epossidica include resina epossidica, agente di cura, acceleratore di cura è solvente. resina epossidica cum'è adesivu; L'agente di curazione reagisce cù u gruppu epossidu o u gruppu idrossilu in a resina epossidica, cusì cura è reticulata a resina epossidica; L'acceleratore hè adupratu per catalizà a curazione di a resina; I solventi sò principarmenti usati per dissolve a resina epossidica è l'agenti di curazione, chì sò eliminati durante l'impregnazione è a pressa. U sviluppu di l'epossidichi CCL ritardanti di l'ambiente pò esse cuminciatu solu da i seguenti trè aspetti: (1) sviluppà resina epossidica ignifuga senza alogeni; (2) Aduttà un agente di curazione ritardante di fiamma senza alogeni; (3) Aghjunghjite un ritardante di fiamma senza alogeni.

a) Studiu nantu à a resina epossidica ignifuga senza alogeni

  Sicondu i tippi di elementi ritardanti di fiamma, i ritardanti di fiamma ponu esse divisi in serie alogeni (serie bromu è cloru), serie fosforu, serie nitrogenu, serie silicone, serie antimoniu, serie boru, etc. Ricerca è usu di resina epossidica chì cuntene fosforu , nitrogenu, silicuu è altri elementi flame retardant per rimpiazzà a resina epossidica tetrabromobisphenol A, largamente usata, hè u metudu principale per sviluppà resina epossidica non alogena ignifuga.

i. Studiu nantu à a resina epossidica chì cuntene azotu

  A resina epossidica chì cuntene azotu hè a varietà principale utilizata per rimpiazzà a resina epossidica bromurata in a fabricazione di CCL retardanti di fiamma, cumprese a resina epossidica glicidilamina è a resina oxazolidone poliisocianurata.

  La resina epossidica glicidilamina include cianate di triglicidilamina con triazina come scheletro centrale, resina epossidica p-aminofenolica e resina epossidica diaminodifenilmetano. Triglycidyl melamine Cyanate hè un polveru cristallino biancu, cù un pesu molekulari relativo di 297.29, un puntu di fusione di 102 ~ 105 ℃, un valore epossidicu di 102 ~ 108 g / mol, trè gruppi epossidichi in a molécula, è un cuntenutu di nitrogenu di up. à 14% (frazione di massa). Dunque, hè auto-estinzione. Havi ancu e caratteristiche di alta densità di cross-linking, resistenza à alta temperatura è bona resistenza à l'arcu.

  Perchè a struttura cuntene un gran numaru di cinqui è sei anelli di membri, tali materiali anu un eccellente ritardante di fiamma, resistenza à u calore, resistenza dielettrica è forza meccanica. E so materie prime sò principalmente isocianati è resina epossidica.

ii. Studiu nantu à a resina epossidica chì cuntene fosforu

  L'intruduzioni di fosforu in a resina epossidica pò fà avè una bona resistenza à u calore è a ritardanza di fiamma. Quandu i materiali polimeri sò riscaldati in l'aria, ponu esse decomposti per pruduce combustibili volatili. Quandu a cuncentrazione di i combustibili è a temperatura di u sistema sò abbastanza altu, a combustione pò accade. U mecanismu di ritardante di fiamma pò esse divisu in un mecanismu di ritardante di fiamma in fase di gas, un mecanismu di ritardante di fiamma in fase condensata è un mecanismu di ritardante di fiamma di scambiu di calore interrottu. U meccanisimu di ritardante di fiamma di fosforu hè principalmente un mecanismu di condensazione. Quandu u materiale hè riscaldatu, genera fosforu chì cuntene l'acidu, chì pò catalizà a desidratazione di u compostu in carbonu, riducendu a rata di perdita di massa di u materiale è a generazione di combustibili, mentre chì a maiò parte di u fosforu ferma in a capa di carbone. A capa di carbone furmata nantu à a superficia di u materiale hà una bona ritardanza di fiamma per e seguenti caratteristiche. Prima, l'indici di l'ossigenu di a capa di carbone stessu pò esse altu à u 60%, è hè difficiule di brusgià, calori insulated è ossigenu isolatu, chì face a combustione suffocate; Siconda, a capa di carbone hà una conductività termale povira, chì reduce u calore trasferitu à u sustrato è rallenta a descomposizione termale di u sustrato; Terzu, u fosforu chì resta in a capa di carbone esiste principalmente in forma di sustanza semi-solida viscosa, chì forma una film liquidu chì copre a capa di carbone nantu à a superficia di materiale, chì pò riduce a permeabilità di a capa di carbone è prutegge a capa di carbone da più. ossidazione. Attualmente, ci sò principalmente dui tipi di fosforu chì cuntene resina epossidica:

  Puderanu esse guariti da amine o anidride, o ponu esse guariti da u calore. Hanu ancu i vantaghji di una viscosità bassa è una longa vita di serviziu.

iii. Studiu nantu à a resina epossidica contenente silicone

Qualchese polimeru di silicone cù gruppu epossidicu pò esse usatu cum'è resina epossidica di silicone. Ci ponu accede da:

(1) Reazione di condensazione di resina epossidica di difenilpropanu cù polisilane di pisu molekulari bassu chì cuntene metossi, etossi è idrossi;

(2) Alkoxy dealcoholization reazione trà epoxy propanol è polysilane;

(3) A reazione di l'addizione di l'etere allyl d'ossidu propilenu cù l'idrogenu attivu in polisilane;

(4) Perossu oxidizes insaturated double bonds in polysilane;

(5) Sale di sodiu di difenolpropanu, epicloridrina è alogenuro alchile chì cuntenenu

  A reazione di Polysiloxane è altri metudi sò usati per preparà a resina epossidica di silicone # 665.

  A resina epossidica di siliciu organicu hà i vantaghji di u siliciu organicu è di a resina epossidica. Hà caratteristiche eccellenti di ritardante di fiamma, resistenza à l'umidità, resistenza à l'acqua, resistenza à u calore, etc. Pò esse usatu in l'aerospaziali, l'aviazione è altre industrii.

b) Studiu nantu à l'Agente di Curing Flame Retardant

  A resina epossidica stessa hè un prepolimeru polimeru termoplasticu, è a resina epossidica pura ùn hà micca valore d'utilizazione. Solu quandu l'agente di curazione hè aghjuntu per fà diventà una struttura reticular tridimensionale, mostrarà una serie di caratteristiche eccellenti. L'agenti di curazione hè ancu chjamatu induritore. L'agenti di curazione di a resina epossidica include amine, anidride, polimeru prepolimeru, agenti di curazione latente, etc. A ritardanza di fiamma di a resina epossidica pò esse migliurata aghjustendu agenti di cura chì cuntene elementi retardanti di fiamma. Attualmente, a maiò parte di l'agenti di curazione retardanti di fiamma sò composti chì cuntenenu nitrogenu, fosforu o nitrogenu fosforu à u stessu tempu.

  I fosforamidi cù e seguenti strutture sò una classa impurtante di agenti di curazione retardanti di fiamma, chì cuntenenu fosforu è nitrogenu. A causa di l'effettu sinergicu di fosforu è nitrogenu in i retardanti di flame, questi composti ponu migliurà significativamente a ritardanza di flame di i materiali. A Tabella 2 mostra i risultati di a prova di combustione horizontale resina epossidica e51 sistema curatu cù l'amina di fosforu è l'agente di cura di l'ammina di fosforu.

Tab.2 Testing risultati di a combustione horizontale di E-51 curing cù o senza phosphor hardeners

  I risultati in a tavula mostranu chì a ritardanza di fiamma di u sistema di resina pò esse migliurata da u Grade III à u Gradu II da l'agente di cura di l'ammina di fosforu.

c) Studiu nantu à a preparazione di un sistema di resina epossidica ritardante di fiamma aghjunghjendu un retardante di fiamma senza alogeni

  I ritardanti di fiamme sò usati per migliurà a resistenza di fiamme di i materiali, vale à dì per impediscenu l'ignizione di i materiali è impediscenu a diffusione di a fiamma. I ritardanti di fiamma ponu esse divisi in tipu additivu è tipu reattivu. U 85% di i ritardanti di fiamma attualmente usati sò di tipu additivu. Adding flame retardant à u sistema di resina epossidica hè un metudu direttu è efficace per migliurà a so flame retardancy. I ritardanti di fiamma inorganici cum'è Al (OH) 3, Mg (OH) 2 è fosforu rossu è i ritardanti di fiamma di fosforu organicu cum'è trimethyl phosphate, triphenyl ester è m-cresol sò usati per un laminatu di resina epossidica di ramu ritardante di l'ambiente. È sò generalmente usati à u stessu tempu per ghjucà un rolu sinergicu. U fogliu di ramu di resina epossidica hè stata preparata da 270 parte di resina epossidica, 185 parte di resina epossidica chì cuntene nitrogenu, 100 parte d'idrossidu d'aluminiu, 60 parte di ester fosfatatu è 0.1 parte di 2-ethyl-4-methylimidazole utilizatu da Honda. Xinxing. A pruprietà ritardante di fiamma hà righjuntu V-0, è hà una bona forza di buccia è resistenza à u calore. Inoltre, u sistema di resina epossidica ignifuga di bassa densità di fumu pò ancu esse preparatu utilizendu Al (OH) 3 è fosforu rossu. Vede a Table 3 per a formula.

Tab.3 Sistema EP ignifugu cù bassa densità di fumu

3. Cunclusione è prospettiva

  U laminatu di ramu di resina epossidica ignifuga è amichevule à l'ambiente hè statu prupostu assai tardi, è a ricerca in questu campu in Cina hè appena principiata. Perchè a ricerca è u sviluppu di stu tipu di CCL implica a scienza retardante di fiamma, a scienza elettronica, a scienza di i materiali è altre discipline, è hà bisognu di a so stretta cooperazione. Dopu à l'entrata di a Cina in l'OMC, diverse lege è regulamenti in Cina saranu gradualmente in linea cù i normi internaziunali, è i requisiti per a ritardanza di fiamma è l'ambiente seranu più alti. Dunque, a ricerca è u sviluppu di CCL flame retardant amichevuli di l'ambiente deve esse rinfurzata. L'autore crede chì i seguenti aspetti deve esse rinfurzati. Prima di tuttu, duvemu ricercà vigorosamente è sviluppà fosforu, nitrogenu è ritardanti di fiamma inorganici favurevuli à l'ambiente adattati per l'applicazioni di l'industria elettronica per superà i difetti di l'attuale ritardanti di fiamma cumuni, cum'è altu cuntenutu di impurità cum'è ioni di cloruru, alta mobilità, è l'impattu nantu à u rendiment elettricu. Attualmente, hè sempre un metudu impurtante, ecunomicu è efficau per cambià a flame retardancy di i materiali aghjunghjendu flame retardants. Siconda, u modu fundamentale per risolve u prublema hè di sviluppà un novu tipu di resina epossidica cù ritardante di fiamma intrinseca, chì pò superà i prublemi cum'è a degradazione di u rendiment meccanicu è elettricu causata da l'aghjunzione di ritardanti di fiamma. Tuttavia, u costu pò esse a contraddizioni principale. Terzu, sviluppà è aduprà agenti di curing retardant flame chì cuntenenu nitrogenu, fosforu, fosforu nitrogenu o polyimide è altri modificatori, chì ponu migliurà a flame retardancy di CCL è a resistenza à u calore di i materiali.