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高功能型环氧树脂在印刷电路板贯孔制程上应用的研究

助工
2007-08-03 12:21:45    评分
Abstract

      Plated through hole was an important process among the printed circuit board fabrication. Traditionally we used the basic epoxy as the resin material to the copper clad laminate. Becausenwhich possessed the many applicational problems, it should be improved immediately. On this study we used the high performance epoxy to instead of the basic epoxy as the resin material for the copper clad laminate. According to the experimental results, we found that the morphology of the deposit layer was quite well, the thermal property of which could correspond with the practical requirements. So it was an excellent resin material for the copper clad laminate, we would use which to the printed circuit board fabrication successfully.

      Keywords:printed circuit board, plated through hole, copper, clad laminate, epoxy.

     摘 要

    贯孔其是印刷电路板制作过程当中的一项重要步骤,由于其会严重影响电路板材的各种性质,必须特别加以注意,使其得以符合实际情形的各种需要。一般传统上其是利用基本型的环氧树脂,做为铜箔基板所需的树脂材料之用,虽然效果还算不错,但是具有许多缺失之处,需要设法予以改善。本项研究其是利用高功能型的环氧树脂,取代一般传统基本型的环氧树脂,做为铜箔基板所需的树脂材料之用。结果
显示沉积镀层的形态结构相当良好,受热性质亦可符合实际情形的各种需要,其是一种极为优异的树脂材料,非常值得予以重视,并且实际加以应用。

     关键词:印刷电路板,贯孔,铜箔基板,环氧树脂。

      简 介

     在一般传统的印刷电路板之制作过程当中,基层板材其在完成钻孔的制程之后,必须经过贯孔的处理过程。其目的是要在板材的表面以及孔壁之上,沉积一层极薄地导电镀层,使得后续的电镀作业,可以顺利地进行操作,从而生成符合需求的金属铜层(1)。

     目前时下一般常用的铜箔基板,其是利用基本型的环氧树脂,做为其中所需的树脂材料之用,主要由于其的价格低廉以及加工容易,各种性能也是相当不错。随着电子工业的突飞猛进,对于电路板材的特性需求,将会渐趋严格,尤其是在电气特性以及热安定性两大方面,更需设法予以提升。高功能型的环氧树脂,其是一种改良式的环氧树脂,主要是在增加环氧树脂的接枝以及交联程度,由于具有较高的玻璃转移温度,因此特别适合做为各种高级电路板材的树脂材料之用。本项研究是利用高功能型的环氧树脂,取代一般传统基本型的环氧树脂,做为铜箔基板所需的树脂材料之用。吾人除了放大观察镀层表面的形态结构之外,并且分析测试镀层之间的受热性质,做为使用上的参考依据(2,3)。

      实 验

      1. 试片装备

      吾人使用基本型以及高功能型的两种环氧树脂成份,做为铜箔基板所需的树脂材料之用。板材的厚度为1.6 ㎜,铜箔的厚度为1/2oz/ft2,首先利用剪床,将其裁切成为20 ㎝×20 ㎝尺寸大小的板材试片,然后利用数值控制的钻孔机器,从事钻孔的处理过程,孔壁直径的尺寸大小为1.0 ㎜。

      2. 贯孔预镀

      完成钻孔处理之后的板材试片,首先必须经过整孔、微蚀、酸洗、预浸、活化以及速化等项前处理步骤,然后置于无电解铜的槽液之中,利用氧化还原的化学反应,进行所需的沉积工作。

     3. 电镀处理

     完成贯孔预镀之后的板材试片,首先利用稀酸溶液加以清洗,然后置于酸性硫酸铜的镀液之中,进行所需的电镀作业,最后经过水洗以及烘干的处理之后即可。

      4. 分析测试

     完成钻孔、贯孔以及电镀处理之后的板材试片,切片取其孔壁区域的镀层部份,经过镀金的处理之后,然后利用扫描式电子显微镜,放大观察镀层表面的形态结构。

     完成电镀处理之后的板材试片,置于高温的熔锡之中,进行所需的漂焊处理,切片取其孔壁区域的镀层部份,经过研磨的处理之后,然后利用金相显微镜,放大观视孔壁镀层的组织结构。

     结 果 与 讨 论

    1. 形态结构

     基本型以及高功能型环氧树脂两种不同的基层板材,其在完成钻孔的处理之后,孔壁表面的形态结构,大致有如图一以及图二之中的扫描式电子显微镜照片所示。可以得知高功能型的环氧树脂,由于具有较高的玻璃转移温度,因此其在钻针的高速旋转之下,胶渣产生的不良现象,要较基本型的环氧树脂来得减少。两种不同树脂材料的基层板材,其在完成贯孔的处理之后,镀层表面的形态结构,大致有如图三以及图四之中的扫描式电子显微镜照片所示。可以得知高功能型的环氧树脂,由于具有较少的钻孔胶渣,因此其在贯孔的处理之后,沉积镀层的表面形态,要较基本型的环氧树脂,来得均匀而且细致。至于两种不同树脂材料的基层板材,其在完成电镀的处理之后,金属铜层的表面形态,大致有如图五以及图六之中的扫描式电子显微镜照片所示。可以得知高功能型的环氧树脂,由于具有较佳的贯孔镀层,因此其在完成电镀的处理之后,金属铜层的形态结构,要较基本型的环氧树脂来得理想。

     2. 受热性质

    基本型以及高功能型环氧树脂两种不同基层板材的电镀铜层,其在经过热应力的试验之后,孔壁表面的镀层之间并无任何分开以及剥离的现象发生。此点显示镀层之间的兼容性质以及附着性能均是十分良好,并且形成强而有效的化学键结,可以承受外界剧烈地温度变化,而不会有任何不良的情形出现。由此可知两种不同树脂材料的受热性质相当良好,可以完全符合实际使用情形的各种需要。

结 论

贯孔其是印刷电路板制作过程当中的一项重要步骤,由于其会严重影响电路板材的各种性质,必须特别加以注意,使其得以符合实际情形的各种需要。一般传统上其是利用基本型的环氧树脂,做为铜箔基板所需的树脂材料之用,虽然效果还算不错,但是由于无法满足高级板材的特殊需求,因此需要予以提升。本项研究其是利用高功能型的环氧树脂,取代一般传统基本型的环氧树脂,做为铜箔基板所需的树脂材料之用。研究实验的结果显示,沉积镀层的形态结构相当良好,受热性质亦是十分优良,可以完全符合实际使用情形的各种需要。其是一种极为优异的树脂材料,非常值得予以重视,并且实际加以应用。

参 考 文 献
1. C. F. Coombs, Jr. “Printed Circuit Handbook”, 4th Ed.,Sec. 2, 7-1, McGraw-Hill, Inc., New York, (1995).
2. H. Nakahara, PC Fab., 15, (10), 16, Oct. (1992).
3. H. Nakahara, ibid, 15, (11), 18, Nov. (1992).




关键词: 功能型     环氧树脂     在印刷     电路板     贯孔     制程     用的    

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