【摘要】聚酯覆銅板是一種新型FPC板基材，所使用的膠粘劑具有比擬特殊的性能。本文使用聚氨酯改性環(huán)氧作聚酯覆銅板的膠粘劑，對(duì)配方中的組份進(jìn)展了優(yōu)選，中選用分子量大的聚醚聚氨酯、且-NCO含量為4%～6％、聚氨酯予聚體參加量為30～40份時(shí)，篩選出的膠粘劑適于制造聚酯覆銅板。關(guān)鍵詞：膠粘劑　聚酯覆銅板　環(huán)氧樹脂　聚氨酯

前言　　柔性印刷電路(FPC)以其輕、薄、體積小、可撓曲、能立體布線而成為印刷電路行業(yè)中增長(zhǎng)最快的一個(gè)品種。隨著電氣、電子工業(yè)的飛速開展，越來越要求儀器設(shè)備小型化、輕量化、高可靠性和簡(jiǎn)化裝配過程，在一些特殊條件下，傳統(tǒng)的硬質(zhì)印刷電路已不適合使用，需要使用的是具有優(yōu)異性能的柔性印刷電路板(FPCB)。　　柔性印刷電路基材是由絕緣塑料薄膜與銅箔用膠粘劑粘接而成，絕緣塑料薄膜一般有兩種，聚酰亞胺(PI)和聚酯(PET)薄膜。其中，聚酯覆銅板(CCL)以優(yōu)異的性能和低廉的價(jià)格而得到越來越廣泛的應(yīng)用，尤其在汽車儀表、家用電器、視聽音響、高檔玩具、計(jì)算機(jī)及輔助設(shè)備上已開場(chǎng)大量使用，目前已占據(jù)了FPC基材市場(chǎng)的30%以上，并以每年15%以上的速度遞增。FPC膠粘劑要求具有好的絕緣性、粘合性、耐化學(xué)藥品性、耐熱性等，可用于柔性印刷線路板的膠粘劑品種如表1所示，典型體系有：聚酯、聚氨酯、環(huán)氧/改性環(huán)氧、丙烯酸酯、酚醛/縮丁醛、改性丁腈、聚酰亞胺等。

表1FPC膠粘劑的性能比擬

但是，文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的聚酯覆銅板專用膠粘劑種類并不多，常見的有以下幾種。(1)、聚酯類膠：飽和聚酯具有熱融粘合性，與熱固性樹脂配合使用，那么是一種很好的聚酯覆銅板用膠。典型的配方是〔2〕：飽和聚酯(Vylon560) 47份、環(huán)氧樹脂 47份、密胺樹脂6份、對(duì)甲苯磺酸0.6份，用甲苯/丙酮混合溶液調(diào)成40%的膠液，涂布于PET薄膜上，枯燥后與銅箔層壓，不需后固化，基材的剝離強(qiáng)度高、耐焊接性好、耐火UL94V-0中無滴落。(2)、聚氨酯膠：用氫化聚丁二烯封閉的聚氨酯予聚物〔3〕，與多元羥基化合物配合，參加適量二月桂酸二丁基錫，此膠粘接聚酯覆銅板，可在較低的溫度下固化。另一種用酚醛環(huán)氧樹脂與飽和聚酯聚氨酯配合的膠種〔4〕，也具有較好的使用性能。國(guó)內(nèi)曾有報(bào)導(dǎo)用二異氰酸酯與多元羥基化合物、端羥基齊聚物配制雙組份的膠粘劑〔5〕，在120℃的壓機(jī)中，2小時(shí)即可固化。(3)、UV固化膠：由于聚酯薄膜一般是無色透明的，因此在基材的連續(xù)輥壓生產(chǎn)中，可采用紫外曝光設(shè)備來生產(chǎn)。相對(duì)應(yīng)的膠粘劑的配方〔6〕為：DER331J57份、EPU-10 68份、丙烯酸 18份、己二酸酐3份、芐基三乙基氯化銨2份、對(duì)苯二酚2份、鄰苯二甲酸酐4份，將上述原料在80℃～120℃溫度下反響30分鐘，生成A組份，取100份A組份與安息香乙醚混合，在50μm厚的PET薄膜上涂膠10μm，與銅箔復(fù)合，然后UV固化40秒，光源為13KW。(4)、橡膠類膠粘劑：端羧基丁腈〔7〕Nipol1072 100g、含氮四官能團(tuán)環(huán)氧30g、四溴雙酚A 18g，用混合溶液配成40%膠液，涂覆在PET薄膜上，120℃枯燥5分鐘，與銅箔復(fù)合熱壓90℃/5分鐘，然后100℃后固化5小時(shí)，基材的剝離強(qiáng)度可到達(dá)18N/cm。

1　聚酯覆銅板的特點(diǎn)和性能　　聚酯(PET)薄膜與聚酰亞胺(PI)薄膜相比，PET膜耐溫性較低，電性能與PI膜相當(dāng)，但在吸水性和價(jià)格上明顯優(yōu)于PI膜。因此，在耐熱性要求不高的電子產(chǎn)品中，PET完全可以取代PI來制造FPC基材。

表2　聚酯薄膜與聚酰亞胺薄膜的性能比擬

因此，聚酯覆銅板要求具有以下使用特點(diǎn)：①可進(jìn)展手焊或低熔點(diǎn)焊接；②優(yōu)良的粘接性能；③突出的撓性，可反復(fù)彎曲及折疊；④具有優(yōu)良的耐化學(xué)品性及加工性能；⑤最正確的性能價(jià)格比。

2　聚酯覆銅板膠粘劑的研制　　一般的聚氨酯膠粘劑粘接強(qiáng)度高、耐沖擊性能較好，特別是耐低溫性能較優(yōu)異，但它的耐熱性能稍差，而環(huán)氧樹脂膠粘劑的耐熱性較好，但脆性較大。我們使用聚氨酯樹脂增韌環(huán)氧樹脂，通過調(diào)節(jié)聚氨酯分子構(gòu)造來賦予膠粘劑最正確使用性能。

2.1　膠粘劑的制備方法

2.1.1聚氨酯預(yù)聚體的制備　　于2升三口燒瓶中參加稱量的已脫水并與溶劑混合好的聚醚，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，滴加甲苯二異氰酸酯，滴加速度20～30滴/分，放熱升溫不超過80℃，滴畢，恒溫在80±1℃，保溫4小時(shí)，得到端異氰酸酯基的聚氨酯預(yù)聚體，化學(xué)滴定其NCO%在4%～6％范圍內(nèi)控制反響。

2.1.2　改性環(huán)氧樹脂的制備　　端NCO基的聚氨酯預(yù)聚體，與環(huán)氧樹脂上的羥基反響，生成有柔韌性的帶環(huán)氧基的改性環(huán)氧樹脂，該樹脂與純環(huán)氧樹脂反響活性相當(dāng)。　　于2升三口燒瓶中，按設(shè)計(jì)當(dāng)量參加稱取的環(huán)氧樹脂和聚氨酯預(yù)聚體，通氮?dú)馀懦�反響器�?nèi)的空氣，然后加溫至80℃，并加少量催化劑，進(jìn)展交聯(lián)反響，反響1～3小時(shí)，定性苯胺滴定無沉淀，即制得聚氨酯改性環(huán)氧樹脂聚合物。2.1.3　膠粘劑的制備　　以上述改性環(huán)氧樹脂作為主體樹脂，參加適量固化劑，按如下配方配制所需膠粘劑。

2.2　膠粘劑組份對(duì)性能的影響

2.2.1聚醚對(duì)膠粘劑性能的影響　　柔性鏈段短的聚醚預(yù)聚體對(duì)環(huán)氧樹脂增韌性差，表達(dá)在剝離強(qiáng)度值偏低，見表3所示。

表3　聚醚品種對(duì)膠粘劑性能的影響

2.2.2NCO百分含量對(duì)膠粘劑性能的影響-NCO含量太低時(shí)，相應(yīng)環(huán)氧參加量少，膠膜強(qiáng)度差，耐熱性會(huì)變差；-NCO含量過高，環(huán)氧參加量多，交聯(lián)密度高，膠膜太脆，表達(dá)在剝離強(qiáng)度數(shù)據(jù)上，結(jié)果如表4所示，我們一般控制-NCO含量在4%～6%范圍內(nèi)，能獲得較好的效果。

表4-NCO含量對(duì)膠粘劑性能的影響

2.2.3聚氨酯預(yù)聚體用量的影響　　隨著預(yù)聚體用量的增加，膠粘劑剝離強(qiáng)度大大提高，并保持較好的熱穩(wěn)定性。聚氨酯預(yù)聚體用量在30～40份，膠粘劑能獲得較高性能，結(jié)果如表5所示：

表5　聚氨酯預(yù)聚體用量對(duì)剝離強(qiáng)度的影響

從上述結(jié)果可知，三個(gè)因素是相互關(guān)聯(lián)、制約的，只有找到最正確點(diǎn)，才能獲得綜合性能高的膠粘劑。用聚氨酯樹脂增韌后的環(huán)氧樹脂，粘接強(qiáng)度大大提高，特別對(duì)撓性聚酯覆銅板具有很好的粘接性能。

2.3　固化劑選擇　　環(huán)氧樹脂的固化劑的種類很多，如各種脂肪胺、芳香胺及它們的改性胺，咪唑，各種酸酐和線型

合成樹脂低聚物等，由于固化劑的性能對(duì)膠粘劑的性能起著決定的作用〔9〕，因此選擇不同固化劑可得到不同性能的膠粘劑。另外，固化劑用量對(duì)膠粘劑的性能也有很大影響。我們選擇芳香胺類固化劑，參加量為環(huán)氧樹脂的20～30％，并選擇含有給質(zhì)子基團(tuán)的化合物促進(jìn)固化，使固化溫度適中，常溫儲(chǔ)存性好，性能優(yōu)良。

2.4　聚酯覆銅板的綜合性能　　將上述方法合成的聚氨酯增韌環(huán)氧膠涂覆在100μm厚的聚酯薄膜上，控制膠厚為20μm，烘干后與35μm粗化銅箔復(fù)合，在熱壓機(jī)中120℃固化120分鐘，冷卻后出料即制得柔性印刷電路用的聚酯覆銅板，經(jīng)中國(guó)絕緣材料檢測(cè)中心試驗(yàn)站按GB13556-92的要求測(cè)試，聚酯覆銅板的綜合性能如表6所示。

表6　XX省化學(xué)研究所聚酯覆銅板性能測(cè)試結(jié)果

3　聚酯覆銅板膠粘劑的開展趨勢(shì)　　由于FPC基材的生產(chǎn)已采用連續(xù)輥壓生產(chǎn)技術(shù)，因此研究的重點(diǎn)主要集中在提高膠粘劑的固化速度上，解決的途徑有兩個(gè)，一是使用熱熔膠，二是使用環(huán)氧改性的封端聚氨酯膠，前者不需后固化處理，后者在連續(xù)輥壓時(shí)受熱初步固化，成卷后放入烘房?jī)?nèi)統(tǒng)一后固化處理。

4　完畢語　　聚酯覆銅板在我國(guó)主要用于汽車儀表板，VCD機(jī)板和打印機(jī)電纜等，目前仍以進(jìn)口基材為主。我所研制的聚酯覆銅板基材已通過鑒定，并已批量生產(chǎn)供給市場(chǎng)，性能指標(biāo)全部到達(dá)國(guó)標(biāo)和IPC標(biāo)準(zhǔn)的要求，在性能價(jià)格比上具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。