מדריך לפיתוח למינציה בציפוי נחושת FR4 ללא מעכב בעירה

תחת דרישות הגנת הסביבה המחמירות בעולם, חומרי מצע PCB נטולי הלוגן פותחו במהירות באמצע שנות ה-1990. פיתוח טכנולוגיית ייצור לוחות FR4 נטולי הלוגן המצופים בנחושת הפך לנושא חשוב עבור תעשיית ציפוי הנחושת כיום ואף בעתיד. מאמר זה לוקח את תהליך הפיתוח של יפן כדוגמה כדי לדון בכיוון הפיתוח של לוחות FR-4 נטולי הלוגן המצופים בנחושת. המפתח לפיתוח לוחות FR-4 נטולי הלוגן המצופים בנחושת הוא שרף הלוגליזציה.

  1. רעיונות לפיתוח

  המפתח לפיתוח של צלחות מכוסות נחושת FR-4 נטולות הלוגן הוא שרף הלוגי

  פיתוח טכנולוגיית ייצור

  א) שלוש רמות

  פלטת כיסוי נחושת FR-4 בהתאמה אישית פותחה ביפן מהרמה הטכנית ביפן

  ניתן לחלק אותו לשלוש רמות כפי שמוצג בטבלה 1.

יצרני CCL ביפן פיתחו מאמצע שנות ה-1990 ועד 1998 מוצרי יריעות FR4 "אופקיים" ללא הלוגן . סוג זה של CCL יכול לעמוד בדרישות הביצועים הסטנדרטיות הכלליות. הוא לא רק שימש ביישומים מסוימים ביצרני PCB מקומיים ביפן, אלא גם נמדד ויושם בניסויים רבים ביצרני מוצרי מכונות אלקטרוניות בקנה מידה גדול באירופה. לדוגמה: בכנס "חומרים פטישים בינלאומיים" שנערך בשוודיה בספטמבר 1999 ובכנס בינלאומי גדול בנושא "ירוק אלקטרוניקה" שנערך בברלין, גרמניה בספטמבר 2000, כולם היו ביפן. ביצועי הלוחות FR-4 מצופים נחושת ללא הלוגן זכו להערכה והכרה חיובית, אך גם צוין כי חוסר הלחות הוא ש"עמידות הלחות עדיין מהווה בעיה שחומר זה ימשיך להיחקר בעתיד". בשלב זה, השליטה בטכנולוגיית סינתזת תרכובות פוספט וסינתזת שרפים אפוקסי אינה עמוקה במיוחד. חלק מהיצרנים פשוט משתמשים בשיטת ההוספה כדי להשיג עמידות בעירה, כך שתכונות מסוימות כמו עמידות נמוכה ללחות.

  אני. הטכנולוגיות החדישות של FR-4 נטול הלוגן של יפן מפותחות כעת לשלב "אופקי II" המוצג בטבלה 1. חלק מיצרני CCL משפרים את שיווי המשקל הביצועים הכולל של לוחות כאלה, במיוחד בביצועי היישום, כולל יכולת העיבוד. נכון לעכשיו, יצרנים רבים ביפן ובמדינות אחרות בעולם שולטים בטכנולוגיית ייצור צלחות מכוסות נחושת ללא הלוגן FR-4, אך יש להם הבדל מסוים בביצועי היישום, במיוחד בביצועי העיבוד.

  ii. מומחי CCL ומומחי PCB רבים בחו"ל צופים כי מוצרי "האופקי III" שאינם נטולי הלוגן וזרחן בעתיד הם הכיוון של מחקר ופיתוח. זה מבוסס בעיקר על דרישות הלחות ועמידות החום של הפאנל, והשילוב המבוסס על זרחן של 30 משאלות Datong: Handalized FR-4 צלחת מכוסה נחושת פיתוח Progress 2002NO. 4 דוי: 10.16790 / J. CNKI. 1009-9239. im. בשנת 2002.04.009 הוצעו הגז שנוצר מהגז במהלך שריפת הסביבה ודרישות מיחזור המוצר ומיחזור המוצר. כיום, היא מפתחת באופן פעיל מערכות שרף FR-4 נטולות הלוגן ולא זרחן ביפן, אירופה, ארצות הברית, טייוואן ומדינות ואזורים אחרים. על מנת להשיג תהליכים מעכבי בעירה, הדרכים העיקריות שיש לאמץ הן: הכנסת חנקן או מבני טבעת עבים לשרף פנולי (כחומר מרפא במערכת) או שרף אפוקסי; ; שרף אפוקסי שונה, כגון טכנולוגיית ננו-חומר וכו'.

  ב) שני שיווי משקל

  נהוג להאמין שקושי הפיתוח של לוחות נחושת נטולי הלוגן הוא המקסימום של סיבי זכוכית אפוקסי B & PL (כלומר, מתייחסים בדרך כלל ל-FR-4 CCL). זה בעיקר בגלל שדרישות היישום שלו גבוהות ורחבות יותר, ובפיתוח, עלינו לתפוס את שני שיווי המשקל בין שיווי המשקל לעלות וביצועים בין כל ביצועים. כדי להשיג מעכב בעירה גבוה, יש צורך להסתמך על "מעכב בעירה" המיוצר על ידי השרף הראשי, מעכב בעירה ראשי, מעכב בעירה מתואם וחומר מרפא במערכת השרף. הבחירה של מרכיבים שונים צריכה להתבסס על שיווי המשקל של ריפוי כדי להשיג את שיווי המשקל בין כל ביצוע. זה לא יכול להפחית את הביצועים המקוריים של ה-FR-4 כדי להשיג ולשפר ביצועים מסוימים. בעיית שיווי המשקל בין עלות לביצועים היא האם המוצר שפותח על ידי פיתוח פיתוח של תיעוש בקנה מידה גדול צריך לייחס לו חשיבות רבה בתחילת הפיתוח. בקיצור, כל תהליך הפיתוח של הלוגיזציה של הצלחת המכוסה נחושת FR-4 הוא למעשה תהליך פתרון שתי בעיות שיווי המשקל הנ"ל.

  ג) בעיה קשה

  כיום, הזרם המרכזי של שרף צלחת מכוסה נחושת FR-4 ללא הלוגן הוא: מעכב הבעירה הוא שרף עיקרי של מערכת זרחן-חנקן הוא שרף אפוקסי זרחן המורכב מתרכובות זרחן. הבעיה ששרף המכיל זרחן זה חייב לפתור במהלך תהליך הפיתוח היא בעיית הידרוליזה ועמידות כימית נמוכה. חומרי מצע JPFR-4 משמשים בעיקר לייצור לוחות רב-שכבתיים. בייצור לוח רב שכבתי, יש צורך בהשחרה, הסרת קידוח ותהליכי עיבוד אלקטרוניקה. בעיבוד ועיבוד אלה, רוב התמיסה הכימית עם חומצה חזקה, אלקליות חזקות ומלח מכילה ולכן חומר המצע חייב להיות בעל עמידות כימית טובה. אם העמידות הכימית ירודה, פירוק הצלחת התחתונה (הכוונה בעיקר לפירוק הזרחן) של נוזלי מרפא אלו ישפיע על המראה והביצועים של שכבת הבידוד של הלוח. זה פותר את הקושי הזה ללא צלחת מכוסה נחושת FR-4 נטולת הלוגן כדי להגיע לשלבים "אופקי Ⅱ" להשגת שני שיווי משקל.

  2. נוסחה ותהליך

צלחות המכילות זרחן וללא חנקן מכוסות נחושת FR-4 מורכבות בעיקר משלושה היבטים עיקריים של שרף אפוקסי מעכב בעירה המכיל זרחן המכיל חומר ריפוי שרף פנולי המכיל חנקן בשלושת היבטים אלו תכולת הפיתוח ומיקוד הפיתוח שונים במקצת. .

  א) מעכב בעירה המכיל זרחן

  על מנת להפוך את מעכב בעירה המכיל זרחן נוסף לא להפחית את עמידות המים, העמידות הכימית ועמידות החום של השרף, הפיתוח או היישום של תרכובות זרחן פיליפיני ותרכובות קשיחות אורגניות של יצרני CCL.

  אני. תרכובת פוספט פיליפיני

  זרחן זרחן הוא סוג של תרכובת זרחן אורגנית טבעתית. ניתן לרפא אותו עם שרף אפוקסי ושרף פנולי כדי להיות מעכבי בעירה מסוג תגובתי. כיום ישנם שני זנים (מתועשים) המתאימים יותר ל-CCL, כלומר: DOPO ו-ODOPB 1 4-Benzene-Diol. איור 1 מציג את מסלולי התהליך של שתי תרכובות פוספט אלו והמבנים הכימיים שלהן.

  ישנם ארבעה סוגים של תרופות גנריות: CDOP, HPPA, DOPO ו-ODOPB לאורך תהליך התגובה הסינתטית. כיצד להגדיל את שיעור ההמרה והטוהר של DOPO או ODOPB הוא המפתח לטכנולוגיית תרכובות פוספט סינתטי. המותג DOPO מתוצרת Sanguang Chemical Company היפנית הוא המותג של HCA Odopb. PHQ משתמש יותר ב-HCA. המראה של HCA הוא אבקה לבנה או חתיכה דקה של צפיפות יחסית של 1.373 נקודת התכה 118 מעלות צלזיוס נקודת רתיחה 200 מעלות צלזיוס. גם ל-DOPO וגם ל-ODOPB יש תגובה טובה למומחים לקביעת ספקטרום האינפרא אדום של ספקטרום אינפרא אדום: לבסיס הפונקציונלי של DOPO יש P -H שיאי ספיגה ברורים במיקום ספקטרום IR 2384cm -1. באופן דומה, כאשר נוצר ODOPB, יש שיא ספיגה חזק במיקום של 3173cm -1 כדי להוכיח שיש לו בסיס פונקציונלי פנולי -OH.

ב) תחמוצת

  תחמוצת היא תרכובת זרחן אורגנית עם מפתח זרחן -רכב -רכב אחד או יותר (P -C). המאפיינים של קטעי הווידאו -3 של נגזרות זרחן הם תרכובות תוססות מאוד. שני זנים של תחמוצות דוד בסוג זה של תרכובות מתאימים יותר לשרף CCL. Triphenly Phoshinc Oxide המכונה TPO) אחר הוא הסוג התגובתי של תחמוצת המכילה מבני NH 2: תחמוצת שלוש (4-צמד פנילין) תחמוצת [Tris- (4-AMINOBIPHENYL) Phoshinc Oxide המכונה TAPO].

תחמוצת נוגדת חמצון היא יתרון של הידרופיליות טובה ועמידות גבוהה לתרופות. לפני מספר שנים, היה נהוג לחשוב שהשימוש במעכב בעירה זרחני כפלטת FR-4 נטולת הלוגן המצופה נחושת עבור מערכת שרף יגרום לירידה מסוימת בביצועים. יריעת פיברגלס FR4 נטולת הלוגן (CCL) המיוצרת על ידי תחמוצת בסיס (TPO) עמדה בדרישות ביצועים שונות (במיוחד עמידות לתרופות). זוהי חידוש.

ג) שרף אפוקסי המכיל זרחן

  תרכובות הפוספט הפיליפיני שהוזכרו לעיל DOPO, ODOPB וטאפו אוקסיד TAPO יכולות כולן להגיב עם שרף אפוקסי כדי ליצור שרף אפוקסי המכיל זרחן. להלן מוצגת התגובה של DOPO (כלומר, HCA) ושרף אפוקסי. מימן פעיל על DOPO יכול להגיב לתגובה הצולבת עם בסיסי אפוקסי על שרף אפוקסי ליצירת שרף אפוקסי זרחן. איור 2 מציג את סוג התגובה של DOPO ואת שרף האפוקסי הפנולי טיטול.

  המסקנות הבאות מתקבלות באמצעות היבטים רבים של טונגדו למגוון ניסויים: (1) סוגי שרף האפוקסי המתאימים לתגובת DOPO הם: שרף אפוקסי פנולי פנולי (EPN), שרף אפוקסי פנולי מסוג פנול אלקיל פנולי אפוקסי. שרף, שרף אפוקסי פנולי סטירן, ושרף אפוקסי פנולין פנולין. (2) תכולת הזרחן בשרף האפוקסי המכיל זרחן שנוצר היא 0.8% עד 8% מהתחממות שלו. (3) יותר מ-20% של שרף אפוקסי פנולי חייב להיות בשרף אפוקסי, אחרת צפיפות ההצלבה של מערכת שרף אפוקסי זו תפחית את עמידות החום, ההידבקות וההתמצקות של ריפוי. דִינָמִיקָה.

  התהליכים שפיתחו יצרנים יפניים בתהליך התגובה שונים. לדוגמה, תהליך הסינתזה של טונגדו מחולק לשני שלבים: ראשית, שרף האפוקסי והטריטנופילים הזרזים מגיבים ב-150 מעלות צלזיוס לפני הוספת DOPO לתגובות צולבות נוספות. התהליך שהוצג בפטנט של חברת החשמל של פנסוניק הוא תגובה חד-שלבית: DOPO (או ODOPB) הוא תחת נוכחות של תרכובות כלור דיהידרמיום אמוניום זרז עם שרף אפוקסי (שרף חמצן טבעת בסיס אנרגיה רב-רשמית, לא כולל מבנה תת-מתיל ) תנאי התהליך לתגובות הם 90 ℃ ～ 120 ℃ 4h ～ 7h.

  המפתח לסוג זה של סינתזת שרף הוא ש-DOPO חייב להגיב באופן מלא עם שרף אפוקסי. אם תנאי התגובה אינם מתאימים, ה-DOPO שיישאר לא מגיב. וה-TG ורדיד הנחושת של הצלחת המכוסה נחושת FR-4 העשויה משרף זה גרועים משמעותית. לכן, הגדלת קצב התגובה של DOPO היא אמצעי חשוב להבטיח את האיזון בין הביצועים. שיטת הבקרה של קצה התגובה היא לקחת את מדידת הדגימה כדי למדוד את האפוקסי שלו (על פי תקן JIS7236-1995). אם תגובת התגובה היא יותר מ-99% מהערך התיאורטי, ניתן להגיב באופן מלא ל-DOPO ושרף האפוקסי. בנוסף, ניתן לשפוט את רמת התגובה על ידי קביעת מחיר החומצה של שרף אפוקסי וכמות השארית של DOPO (כרומטוגרפיה נוזלית).

בבחירת סוגי שרף האפוקסי, חברת Panasonic Electric היפנית משתמשת בשרף אפוקסי עמיד בחום רב-אנרגטי ללא מבנה תת-מתיל כדי להגיב עם DOPO ליצירת שלושה מבנים של שרף אפוקסי זרחני. איור 3 מוצג באיור 3. במבנה שרף האפוקסי, מכיוון שאין בסיס משנה (-CH2-), החיבור בין טבעת הבנזן מגדיל את אחוז מבנה הבנזן בקצב המולקולרי כדי למנוע את בעיית עמידות החום בטמפרטורה גבוהה. הייצור של יריעת FR4 CCL מתבצע באמצעות עמידות חום גבוהה יותר (TG > 190 מעלות צלזיוס).

3. סיכום

  א) באמצעות מספר רב של עבודות ניסיוניות, אזור מגע של פרוסות סיליקון בצורת N ו-P עם פרוסות סיליקון שונות בצורת P לאחר הוספת חומרי מילוי שונים עם חומרי מילוי שונים. להביא מטען חיובי SP + 5% Al 2 O 3 קל להביא מטען שלילי.

  ב) הכללים של רצף הטעינה של רצועת המגע מצביעים על כך שהמגע של חומר ההגנה על הבידוד ושל פרוסות הסיליקון השונות הוא בעצם המגע של סוג חומר ההגנה ומשטח משטח פרוסות הסיליקון. סרט החמצון או סרט הפסיבציה של הטאבלט קובע את המיקום של רקיקת הסיליקון ברצף הטעון.