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聚酰亚胺树脂PCB

聚酰亚胺树脂PCB 图

聚酰亚胺

聚酰亚胺的含义和概述

聚酰亚胺是目前综合性能最好的的有机高分子材料之一,耐高温达 400℃以上 ,长期使用温度范围-200~300℃,无明显熔点,高绝缘性能,103 赫下介电常数4.0,介电损耗仅为0.004~0.007,属F至H级绝缘材料。

聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物,这里面以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种工程材料,现在已经是广泛应用在航空、航天、微电子、激光等领域。近来,各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入 21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺,因其在性能和合成方面的突出特点,不论是作为结构材料或是作为功能性材料,其巨大的应用前景已经得到充分的认识,被称为是"解决问题的能手",并认为"没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术"。

聚酰亚胺树脂的分类

如今,聚酰亚胺树脂大体可以分为热固性树脂和热塑性树脂这两个大类。

一、热塑性聚酰亚胺

热塑性聚酰亚胺的主链上含有亚胺环和芳香环,具有阶梯型的结构。这类聚合物具有优异的耐热性和抗热氧化性能,在-200-260℃范围内具有优异的机械性能、介电和绝缘性能以及耐辐射性能。按所用有机芳香族四酸二酐单体结构的不同,聚酰亚胺又可分为均苯酐型、醚酐型、酮酐型和氟酐型聚酰亚胺等。

二、热固性聚酰亚胺

热固性聚酰亚胺材料按封端剂的不同,主要分为PMR型树脂和双马来酰亚胺树脂。双马型树脂的最高使用温度一般不超过250℃,而PMR型聚酰亚胺树脂的最高使用温度可达371℃。上世纪70年代初,美国NASA的科学家研究成功简称PMR(in situPolymerization of Monomer Reac-etants)的合成热固性聚酰亚胺材料的技术,利用该技术开发出PMR-15树脂,并将该材料应用于航空航天领域。PMR树脂具有优良的成型加工性能和很好的力学机械性能,可在260-288℃的高温条件下长期使用达数千小时,在316℃高温下仍具有优良的机械性能。由PMR型聚酰亚胺材料制成的复合材料目前主要应用于航空航天飞行器的耐高温结构部件中。如果使用玻璃(石英)纤维或有机纤维作为增强材料,这样就可以可制成既有优良介电性能、耐高温性能又有力学性能的树脂复合材料,这种材料可被广泛应用于电子电力这些高技术的领域中。

聚酰亚胺树脂pi PCB

一、聚酰亚胺树脂的基本概念

覆铜箔聚酰亚胺玻璃纤维布层压板(以下简称PI板)是 为了适应高频、高耐热、高可靠性PCB需求而开发的基材。PI板具有优良的耐热性(Tg大于250℃)、高频介电性能(50MHz以下,介电常数为 4.1,介质损耗角正切为8×10-3)、机械性能、电气性能、耐化学性及尺寸稳定性,是极具市场潜力和发展前景的商品。为了推进我国高频PCB基材的发 展的进一步推广应用,以下PI板用聚酰亚胺树脂的性能、发展及应用,聚酰亚胺的改性途径,PI板的制造过程,PI板的性能,国内外发展情况及UL认证PI 板的性能等作一介绍。

二、BMI树脂的发展历程和应用范围

目前,制作PI板所用聚酰亚胺树脂多为马来酰亚胺树脂(简称BMI),是以双马来酰亚胺为活性基团的双官能化合物,其通式为:

60年代末期,由法国罗纳-普朗克首先研制出M-331 BMI树脂及其复合材料,从此,由BMI单体制备BMI树脂开始引起愈来愈多人的重视。BMI树脂具有以下特性。

  1. 与典型热固性树脂相似的流动性和可模塑性,可采用与环氧树脂类似的常规方法加工成型;
  2. 具有优良的耐高温、抗辐射、耐湿热、耐腐蚀、热膨胀系数小等特性。

因此,近20年来,BMI树脂得到迅速发展和广泛应用。

70年代初,我国开始BMI的研究工作,当初主要针对电气绝缘材料、砂轮粘合剂、橡胶交联剂等应用领域。进入80年代,随着尖端科技、宇航技术的发展,我国开始了对先进的BMI复合材料树脂基体研究,并取得了一些科研成果。

80年代初,日本将BMI树脂用于CCL制造;我国于1986年开始,将BMI树脂应用于CCL的研究,由国营第704厂研究所提出并申请立 项,1988年该项研究课题由机电部电科院以国防科学技术应用基础研究项目批准立项,经过3年努力,于1990年704厂研究所成功地将BMI树脂应用于 CCL制造,研制出TB-73覆铜箔聚酰亚胺玻纤布层压板,并通过电子部组织的新产品鉴定,产品各项性能达到美军标MIL-P13949/10A要求,从 而填补了我国耐高温、高频电路用PCB基板的技术空白。

三、BMI树脂的性能测试和他的改性方法

BMI树脂具有良好的力学性能和耐热性 (Tg大于250℃),使用BMI树脂制作的CCL具有很好的力学性能、机械强度、耐热性、尺寸稳定性、耐漏电痕迹性、耐化学性能、钻孔时不出现树脂玷污 等特性。但BMI树脂熔点高、溶解性差、成型温度高、固化物脆性大等缺点,使用未改性BMI树脂制成的CCL,不但制造成本很高,而且板材脆性大、层间粘 接结性差、抗剥强度低、加工时易产生裂纹或层间分层、固化温度高、固化性能差(必须进行后固化处理),阻碍了BMI树脂的应用和发展。因此,必须对BMI 树脂进行改性。BMI树脂改性主要有以下三个目的:即提高BMI树脂的韧性;改善工艺性;降低成本。

BMI树脂改性的途径有很多很多,但是大体来说都是以下几点

  1. 芳香族二胺和环氧改性BMI;
  2. 热塑性树脂改性BMI;
  3. 扞胶改性BMI;
  4. 含硫化合物改性BMI;
  5. 干性油(桐油)改性BMI;
  6. 烯丙基苯基化合物改性BMI(如BA,BS,AE,XF,AF);
  7. 合成新型BMI树脂;
  8. 用三环氧基异氰尿酸酯改性BMI;
  9. 氰酸酯改性BMI。