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第六章 纸基覆铜板 第五节 胶粘剂及涂胶铜箔

纸基覆铜板所用的铜箔，是涂胶铜箔。涂胶铜箔所用的胶粘剂、对覆铜板的许多性能的保证，起着至关重要的作用。因此，胶粘剂的配方及制造工艺、是纸基覆铜板生产技术中的一个重要组成部分。 一、 胶粘剂技术要求 　　胶粘剂有两项重要技术指标、耐浸焊性和剥离强度。在设计胶粘剂的配方时，一方面要选用耐高温、热分解温度高的树脂，使胶粘剂具有一定内聚强度和交联密度的树脂结构，以满足产品高耐浸焊性。另一方面，又需树脂具有极性较强、有一定长链的结构，以满足产品高剥离强度的需求。在树脂结构和特性上，要达到两者的要求，本身就是一个矛盾。同时，还需考虑胶粘剂与基材树脂的匹配性。使它们在高温高压的压制成型中，能互相熔融、渗透，达到固化程度基本一致、得到良好的网状交联结构。与基材树脂的匹配性，还表现在胶粘剂与基材树脂配方中的助剂（特别是阻燃剂）的匹配上。基材树脂、助剂的配方不同，所用的胶粘剂的配方也有所不同。胶粘剂的润湿能力、交联性要能与采用不同粗化处理工艺的铜箔粗化层达成很好的匹配。使胶粘剂在热压条件下与铜箔粗化面很好地润湿、形成牢固的结合。 　　另外，从胶粘剂入手，提高产品表面电阻（粘合面）和耐漏电痕迹性（相比漏电起痕指数）（comparative tracking index，CTI），已被业界认为是行之有效的途径。优秀的胶粘剂，可减少产品受热后的翘曲度，因为它有利于铜箔受热时应力的疏散、减弱内应力。胶粘剂成分中若有难燃性的树脂、助剂，也有利于产品阻燃性的提高。 　　胶粘剂的质量指标，一般包括：固体含量、粘度、胶化时间、相对密度等项目。同时，还应注意胶粘剂的贮存期。 二、 胶粘剂的种类 　　涂胶铜箔用的胶粘剂、一般有三类：酚醛改性聚乙烯醇缩醛胶；丁腈橡胶改性酚醛胶；丙烯酸聚合物环氧胶。 目前，多数采用酚醛改性缩醛胶。这类胶粘剂具有经济性好、易于制造、加工性、贮存稳定性好等优点。近年来，有关以酚醛改性缩醛胶为主体而进行改进、提高的报导很多。改进方法主要有：添加一定量的环氧树脂，以提高耐热性、粘合面绝缘电阻、耐漏电痕迹等。加入三聚氰胺甲醛树脂，以提高耐热性、阻燃性。加入某些助剂，以提高稳定性、流平性等。 三、 涂胶机 　　铜箔涂胶机是由开卷、涂胶、烘干、剪切、输送、堆料各部分组成（如图6-5-1）。 1-开卷、2-牵引、3-涂胶、4-烘干、5-排风、6-牵引、7-剪切、8-输送、9-堆料 　　　　　　　　　　　　　图6-5-1 铜箔涂胶机 　　（一）涂胶方法 　　铜箔，只需单面涂胶，涂胶方法有以下几种，可根据具体情况、进行选用。 　　1．流延法（图6-5-2） 　　　 　　　　　　　　　　　　　　图6-5-2 流延法 　　这种涂胶方法是，一定量的胶，在重力的作用下，经流延嘴均匀下落在匀速移动的铜箔面上，形成涂胶膜。涂胶膜的均匀程度，取决于流延嘴的开口“b”及铜箔移动的速度。为了使涂胶膜均匀，厚度一致，就必须要求制造出尺寸b精度很高的流延嘴；并在整个宽度范围内，流延嘴的直线度也要求高精度。这就给流延嘴的制造带来较大的困难。综上分析，此种方法应用在窄幅涂胶系统是可行的。对于宽幅1060mm或1260mm的铜箔涂胶机不适用。 　　2．单涂自流法（图6-5-3） 　　　 　　　　　　　　　　　　　　图6-5-3 单涂自流法 　　这种涂胶方法是将单涂上胶的涂胶铜箔，在自然流平状态下进入烘箱烘干。此法对胶的粘度有很严格的要求。通过对车速和胶粘度的控制，来满足工艺要求。这种方法不适应粘度较大的胶。 　　3．单涂刮胶自流法（图6-5-4） 　　　 　　　　　　　　　　　　图6-5-4 单涂刮胶自流法 　　此方法是在单涂自流法的设备中，增加了一个刮胶辊。通过调节刮胶辊和单涂辊间的间隙来控制涂胶量。这种方法具备单涂自流法的优点，又可涂覆粘度较大的胶。 　　（二）对涂胶机的要求 　　1．涂胶量可控制（间隙一定、车速恒定、胶粘度恒定）。 　　2．涂胶面向上进入烘干箱。 　　3．涂胶后，进烘干箱前，需留有L长度的自然流平区（该区铜箔需水平）。L长度视工艺参数而定（最好L≥1米）。 4．要求铜箔涂胶区10000级以上的空气洁净度。 5．烘干箱横断面温度要求均匀，温差要小；纵向温度要求分段可控制，且在一定长度范围内温度均匀一致。 四、铜箔涂胶和品质控制 　　（一）铜箔的涂胶过程是：将粗化处理后的电解铜箔，经涂胶辊或流延嘴进行涂胶，然后通过短时间的晾干（挥发部分溶剂）后，进入烘箱加热干燥处理，出烘箱后，剪切成规定的尺寸（参见图6-7-1）。 　　（二）品质控制 　　涂胶铜箔品质控制指标主要有涂胶量和可溶性胶含量（简称可溶性）。 　　1、涂胶量，是指单位面积所涂胶的重量、以g/m2表示。涂胶量的测定方法有：称重法和蚀刻法。 　　（1）称重法，在涂胶铜箔的左、中、右取样3块，样品尺寸为100mm×100mm。样品称重后，按下式计算： 　　　　　　　　　　　Q=100A-B 　　式中Q—涂胶量 　　　　A—涂胶铜箔样品重量 　　　　B—铜箔涂胶前标重 　　（2）蚀刻法（取样方法同上） 　　样品经蚀刻除后，剩下胶膜经水洗、烘干、称重，然后按下式计算： 　　　　　　　　　　　Q=100?A 　　式中，Q—涂胶量 　　　　　A—除铜后胶膜的重量 　　2、可溶性，是指涂胶铜箔中可溶于丙酮的胶的重量、占全部胶的重量的百分比。这里需要指出的是：不同配方的胶粘剂，对丙酮的溶解性是不同的。测定中可根据不同配方选用合适的溶剂。可溶性的测定方法：与涂胶量方法相同、测出A、B值，用测A值的试样浸入丙酮中，经5min,后取出晾干（约2-3min），放入（160±1）℃烘箱中，烘5min，取出称重，取平均值为C。然后，按下式计算： 　　　　　　　　 可溶性=(A-C)/(A-B)×100（%）