電子元器件用樹脂
電子接插件
隨著技術的進步﹐印制電路板和其他電子器件的產品更新周期越來越短﹐有的已短至半年就有新一代產品誕生。接插件的發展趨勢是更薄﹑更長﹑精度更高﹐如半導體工業新的設計開發導致芯片或電路板上的電子器件增加功能﹐這就要求生產更長﹑更緊湊﹑更精密的接插件﹐接插件間距也由平均2.5mm降為1.2mm﹐甚至0.8mm﹐厚度低到1.3mm﹐平整度為0.13mm﹐且要具有良好的彎曲強度﹑尺寸穩定性和電絕緣性能。組裝電子器件的一種新工藝是表面安裝技術(SMT),是采用高溫下自動化操作完成組裝的﹐要求材料有更高的耐高溫性和尺寸穩定性。目前表面安裝技術已占電子器件組裝技術市場的25%﹐到2000年時要增到40%-50%。
表面安裝技術采用氣相焊和紅外再流焊﹐需在250℃下焊接5秒鐘時間﹐對材料的要求除了耐熱性以外﹐還須經受溶劑清洗系統的侵蝕。由于接插件越來越小型化和精細化﹐因此塑料的流動性和成型后的尺寸穩定性要好﹐使制件無癟陷和毛刺﹐且在很薄的截面上仍有良好的剛性﹑韌性﹑不翹曲﹐才能確保接插件的平整度達到0.13mm。
接插件用塑料中熱固性塑料有﹕酚醛﹑聚鄰苯二甲酸二烯丙酯(DAP)﹑環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂; 熱塑性塑料有PA(聚胺)46﹑PA612﹑PA66﹑PBT﹑PET﹑PCT(聚對苯二甲酸環己基乙二酯)﹑LCP﹑PPS﹑PSF(聚堿)﹑PEI(聚醚亞胺)﹑PES(聚醚)﹑PAS(聚芳)﹑PAE(聚芳醚)等。
德國Hoechst公司生產了一種改性PPS﹐商品名是Fortron 1140 L7,它于表面安裝技術接插件﹐它比一般的PPS成型周期縮短50%﹐流動性提高50%﹐可以添加40%玻璃纖維增強而成型結構復雜的薄壁零件和更長的接插件﹐它的成型壓力比一般PPS可下降40%﹐使模內應力減少而降低制品的變形量。
該公司生產的一種新型液晶聚合物稱Vectra E130,它與一般的LCP相比﹐同樣成型一個SMT盤管形線圈骨架時,溫度可降低50%,成型壓力可降低50%﹐成型周期反而可縮短。用這種液晶聚合物成型壁很薄的﹑小而復雜的電子元器件和接插件時可不帶毛刺。
談到樹脂間的競爭﹐實際上都是就工程熱塑料而言﹐因為所有涉及的工程熱塑料都將接插件視為主要市場﹐所以競爭是相當激烈的。
印制電路板
印制電路板(PCB)是在絕緣介質基材上壓敷銅箔制成。基材可由紙﹑布﹑玻纖織物等增強材料浸漬液態樹脂─酚醛﹑環氧﹑聚酯﹑聚亞胺﹑聚四氟乙烯乳液等以后經干燥﹐將片材按一定的尺寸要求裁切疊配成本﹐表面敷上銅箔后層壓制成附銅箔板。
美國﹑西歐PCB基材用樹脂約75%是溴化環氧樹脂﹐以丙酮作溶劑﹐固體是四溴雙酚A與環氧樹脂的混合物﹐加溴起阻燃作用﹐溴含量20%左右﹔也可以在純環氧樹脂中加四溴雙酚A反應而成。
家用電器的小型化和高性能化﹐要采用印制線路間距更微細化的集成電路﹐線路間距狹至0.4mm以下。在照相機式磁帶錄象機(VTR)及手提式電視機中, 表面集成安裝技術的采用率已達到80%-100%﹐這種高密度化的印制線路基板常用4-7層的多層化技術﹐所用的樹脂也從酚醛﹑環氧改為聚酯﹑聚醚亞胺﹑氟樹脂等耐高溫塑料。
計算機﹑電視機和收音機的積分線路板要求能在-100℃~160℃的廣泛溫度范圍內經受各種檢驗而不發生故障﹐聚(PSU)就是這種線路板理想的材料﹐因為聚在高頻下具有優異的介電性能﹐以及耐熱性﹑耐酸堿性和電鍍性。
封裝材料
電子封裝是將半導體芯片結合在一起形成一個以半導體為基礎的電子功能塊器件﹐可以分為芯片封裝﹑組件封裝。芯片封裝是把芯片安裝在一個載體上﹐也可以安裝在電路板或組件上﹐載體常用塑料薄膜。
電路板封裝是在環氧樹脂為基板的印制電路板上進行化學蝕刻或鍍銅等工藝。芯片封裝與電路板封裝一般應用于中低檔產品中﹐高性能計算機中則需要采用組件封裝﹐它是將多個高性能集成電路通過多層陶瓷技術封裝成一個整體的器件﹐以利于散熱和減少信號傳輸時的延遲。
常用的印制電路板由玻璃纖維增強的環氧樹脂層壓板制成﹐它的缺點是熱穩定性差﹑線脹系數大﹐但對集成電路封裝材料的基本要求是它對電子元器件的熱應力要小﹐因此應通過環氧與有機硅改性制得的高分子合金來達到。在有機硅樹脂中引入羧基,以提高它與環氧樹脂界面間的親和性,來得到分散粒子很小的微相分離型高分子合金﹐其中有機硅樹脂分散粒子的直徑可小到0.1μm以下﹐內應力就可顯著下降。此外若采用玻纖/聚亞胺或芳香聚胺纖維/環氧樹脂制成的印制電路板﹐可明顯提高熱穩定性﹐而不降低其線脹系數。
所以形成了兩個分明的市場─電子零件成型所需要的高性能ETP,和用于PCB與封裝材料的熱固性材料。
因為ETP很少用在PCB片層和封裝材料中﹐而只有極小量的熱固性材料用在成型電子元件中﹐所以兩者之間的交叉應用極少。(end)