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1、玻璃纤维生产、应用及 CCL知识,玻璃纤维生产,一.生产流程方框图,配料,熔制,拉丝,捻线,准备,织布,后处理(KH、BH、FN）,浸润剂,浆料,玻璃布,短切毡,直接纱,方格布,短切纱,原丝烘干炉,二.配料,1.配料就是将各种不同粉料按工艺标准的比例进行配制和混合的过程。2.使用的主要粉料有：叶蜡石、方解石、硼钙石、硅砂、芒硝、莹石、（纯碱、碳粉）,玻璃种类,E:良好的绝缘性能C:耐化学侵蚀A:碱金属氧化物含量高D:良好的介电性S或R:高机械强度M:高弹性摩量AR:耐碱E-CR:良好的绝缘性能和耐化学侵蚀,什么是无碱玻璃纤维？,1.指碱金属（钾和钠）氧化物含量小于1%的铝硼硅酸盐玻璃成份，国际
2、上通常叫“E”玻璃。“E”玻璃成份基础主要有：SiO2、Al2O3、CaO 三大元素系统。2.我国电气绝缘材料要求R2O 2%，现改为 R2O 0.8%,“E”玻璃纤维化学成份,重量百分比,三.熔制,1.熔制就是将配制并混合好的配合料投入池窑里用高温熔化成玻璃液。,窑炉熔化部燃料：80#重油,1.空间温度：15501560 2.玻璃液温度：14401450,窑炉通路燃料：LPG,1.空间温度：13101330 2.玻璃液温度：12701300,四.拉丝,什么是原丝号数（Tex）：即千米原丝的克数g/Km。,公司使用的纱有：,影响Tex的因数有：,a)漏板温度：温度越高纤维直径越粗成正比、b）拉
3、丝机转速：速度越快纤维直径越小成反比。,什么叫浸润?,当液相与固相接触时，液相可以沿着固相表面不断扩展而互相融合，此现象叫浸润。,浸润剂的作用,能有效润滑玻纤表面，既可以使几百根单丝集成一束，防止断丝、飞丝，又可以满足后道工序加工性能，并可以增强纤维与高分子聚合物的结合。,浸润剂的类型,塑料型浸润剂又称增强型浸润剂纺织型浸润剂纺织增强型浸润剂,五.捻线,1.捻线是将纱按一定的捻度做成纺织纱的过程。2.捻线成型的形状：平底交替奶瓶形。,什么是捻度？,捻度是每一米纱加捻的捻回数，可用单位时间里钢丝圈的转速与单位时间里丝筒送入加捻区的纱长的商来表示。T=n+/dnR T：捻度。n+：钢丝圈的转速 r
4、/min nR：丝筒的转速 r/min。d：丝筒的直径,ECG75-1/0 0.7ZE:“E”玻璃C:连续纤维G:单丝直径Z和S：捻向捻度：以每米当捻回数表示,单纤维直径代号,六.准备(整经、浆纱、并轴）,整经根据产品的工艺设计，将一定根数的纱线从纱管上平行的牵出，成为一定幅度和一定长度的经轴，必须具有一定的张力。,浆纱,将纺织纱表面浸渍一层浆液，能赋予经纱更好的纺织工艺性能。,并轴,将分批整经制成的n个经轴，在并轴机上合并为一片经纱。,七.织布,外观检验标准,八.后处理(KH、BH、FN),KH在一定温度下加热，以使玻璃布面被覆的浸润剂分解、碳化、燃烧而除去的工艺。因为浸润剂会妨碍玻璃布与树
5、脂的粘合。,BH进一步除去玻璃布上的残存的有机物，使玻璃布的残脂量达到工艺要求0.004%。温度：400。,FN除去附着的有机物之后的玻璃布需要通过表面化学处理，改善玻璃布与树脂的结合界面，提高敷铜板的力学性能和电性能。,表面化学处理即是在布面浸渍上偶联剂再烘干，偶联剂属硅烷类化合物。,偶联剂的作用机理,RO,Si,R,OR,OR,H2O,HO,Si,OH,OH,R,化学吸附,HO,Si,R,OH,O,H,H,Si,玻璃纤维表面,氢键形成,干燥过程,HO,Si,R,O,H,H,O,Si,OH,R,O,O,H,H,H,H,O,O,Si,Si,脱水,缩合反应,玻璃纤维表面,Si,R,O,Si,R,
6、O,O,O,H,H,H,H,O,O,Si,Si,玻璃纤维表面,阳离子硅烷偶联剂,CCL工艺基础知识COPPER CLAD LAMINATE,名词解释,1、Tg-玻璃化转变温度；材料由玻璃态转变为橡胶态时的温度。此温度主要用来衡量材料的耐热性能。2、Gt-凝胶化时间；树脂胶液或粉末在一定温度下加热发生交联固化反应由液态转变到高粘态的时间。3、CAF-导电离子化纤维Conductive Anodic Filament 因板材品质不良，两点间纤维与树脂基体间未紧密结合而出现裂隙，若存在电压差，在长时间电压差的作用下，金属离子会沿纤维束发生缓慢的迁移，从而导致轻微漏电现象的发生。,粘结片主要控制指标,
7、1、树脂含量-Rc（%）用于控制层压后介质厚度，实际生产中用单重Iw进行控制；2、凝胶化时间-Gt（s）层压工艺控制用（层压作业窗口）；3、流动度-Rf（%）用于层压流胶控制（PCB厂家工艺控制用）；4、熔融粘度-锥板粘度，自用料层压工艺控制；,粘结片生产工艺控制重点,1、纬斜；粘结片纬斜对层压板（CCL和多层PCB）的板翘、板弯有直接和关键的影响，现行控制指标2.5%2、均匀性；包括Rc、Gt、熔融粘度三方面，对层压厚度等有直接影响。3、微气泡；半固化片内的微气泡对层压板的耐CAF性能有相当显著的影响，减少粘结片内微气泡的途径主要有：选择具有良好浸润性的玻璃布、调节适当的胶水粘度、选择适当的
8、烘箱条件。,粘结片生产工艺控制重点（续）,4、玻璃布厂家选择：因不同厂家使用不同的偶联剂，导致树脂胶液对玻璃纤维的浸润性出现差异，因此在不同配方中应选取合适的玻璃布种才能保证产品的质量。5、严格粘结片的库存管理：,板材主要控制指标,1、厚度公差；执行二级公差、三级公差、特殊公差（超三级公差）2、表观质量；外观质量检验和控制（主要缺陷有HP、D、TD、SD、W等），分A（AA）、P、T、R四级。3、内部质量；主要缺陷有：工艺方面（干花、微气泡）、生产控制方面（杂物、黑点），原材料方面（棕色条纹、条纹显露等）。,生产工艺流程,覆铜板的定义,覆铜板-又名 基材。将补强材料浸以树脂，一面或两面覆以铜箔
9、，经热压而成的一种板状材料，称为覆铜箔层压板。它是做PCB的基本材料，常叫基材。当它用于多层板生产时，也叫芯板（CORE）FR-4-Flame Resistant Laminates耐燃性积层板材,覆铜板的结构,P 片,铜箔,覆铜板结构示意图,覆铜板的典型流程：胶液配Prepreg玻纤布 压合 铜箔,覆铜板,覆铜板的流程,覆铜板的典型流程,覆铜板生产设备,热压机、冷压机洗钢板机钢板循环运输线叠板系统拆板系统剪切、测厚设备,含浸设备简介,含浸机包含以下系统加热系统张力控制系统含浸系统卸卷及收卷接布及蓄布混胶系统,含浸生产设备,分类（按加热方式分）热风式含浸机IR（红外线）加热式含浸机电热式含浸机
10、,辅助设备搅拌（调胶）冷却水产生热风产生,未来发展趋势无溶剂式上胶机：节能、省溶剂;R/C自动反馈控制，G/T更自由控制。,覆铜板的分类（一）,按机械刚性分；刚性板挠性板按不同绝缘材料结构分：有机树脂类覆铜板金属基覆铜板陶瓷基覆铜板覆铜板的分类：按厚度分：常规板薄板IPC介定小于0.5mm的为薄板。,按增强材料划分：玻璃布基覆铜板纸基覆铜板复合基覆铜板。按某些特殊性能分：高TG板高介电性能板防UV板,覆铜板的分类（二）,CCL生产用主要原材料,1、环氧树脂（EPOXY RESIN）2、玻璃纤维布（E-GLASS FIBRIC）3、电解铜箔（ELECTRODEPOSITED COPPER FOI
11、L）4、牛皮纸（KRAFT PAPER）,环氧树脂的种类与特性,一、FR-4用环氧树脂种类1、四溴双酚A型环氧树脂（双官能环氧）良好的浸润性、优良的阻燃效果和工艺性能（530、1124等型号，用于生产S1130、S1141等型号板2、多官能环氧树脂 良好的耐热性和尺寸稳定性，一般兼具UV-BLOCK、荧光特性（1031、5328、3816、3616、3617等），用于生产S1141、S1141150、S1141KF。,树脂种类酚醛树脂（Phenolic）环氧树脂（epoxy）聚亚酰胺树脂（Polyimide）聚四氟乙烯（Polytetrafluorethylene，简称PTFE或称TEFLON
12、）B一三氮 树脂（Bismaleimide Triazine 简称 BT）皆为热固型的树脂（Thermosetted plastic resin）。,常用树脂介绍,环氧树脂（epoxy）,主要成份:硬化剂-双氰胺 Dicyandiamide简称Dicy催化剂(Accelerator)-2-Methylimidazole(2-MI)溶剂-Ethylene glycol monomethyl ether（乙二醇甲醚）Dimethyl formamide(二甲基甲酰胺)及稀释剂 Acetone,MEK。填充剂(filler)-碳酸钙、硅化物、及氢氧化铝 等增加难燃效果。填充剂可调整其Tg.（本厂未用
13、）,传统型树脂组成成份,玻璃布的种类及特性,一、按厚度划分：7628、1506、2116、2313、2165、1080、106等；二、按单纤维直径划分：5、6、7、9m；三、玻璃布的技术发展方向：耐CAF（开纤、高性能浸润剂），高扁平织造技术（超低捻纱、用于激光钻孔用布）、低介电常数。,高强度抗热与火抗化性防潮热性质稳定绝缘性能良好,玻璃纤维的特性,LOW Dk（NE玻璃4.4 Vs普通玻璃6.6）HIGH Dk（高铅玻璃15）超薄玻纤布（最薄101，24micrometer)开纤布和起毛布过烧布耐热布（改进处理剂）,玻璃纤维布的发展趋势,铜箔的种类及特性,一、铜箔的生产工艺：、压延铜箔（一般
14、用于柔性CCL生产）；、电解铜箔（一般用于常规CCL和PCB，现也可用于柔性板生产）；二、性能：STD标准箔、THE高温延伸箔、HD高延展箔、LP低粗化度箔、DT双面处理箔、LD激光钻孔箔三、常用厚度：、m四、技术方向：薄型化、高抗拉、高延伸率、高蚀刻因子（高密度HDI PCB用）。,铜箔的分类按 生产工艺 分为两个类型TYPE E-电镀铜箔TYPE W-压延铜箔按八个等级分class 1 到 class 4 是电镀铜箔，class 5 到 class 8 是压延铜箔.,铜箔的分类,Polyclad铜箔基板公司，发展出来的一种处理方式，称为DST铜箔，其处理方式有异曲同工之妙。该法是在光面做粗
15、化处理，该面就压在胶片上，所做成基板的铜面为粗面，因此对后面制程亦有帮助。,特殊铜箔,铜箔的分类,按性能划分标准铜箔：用于FR-4及纸基板HTE（高温高延伸性铜箔）：用于多层板生产，以改善裂环现象。低（超低）轮廓度（LP）铜箔：用于多层板生产，可改善做细线能力。,P片须检测和控制的主要参数树脂含量(R/C),树脂凝胶时间(G/T)树脂流动度(R/F)挥发物含量(VC),双氰胺结晶.,P片品质控制,P片定义,定义：玻璃纤维或其它纤维含浸树脂，并经烘烤而成。英文名为“Prepreg”又有人称之为“bonding sheet”（粘接片）、半固化片。是 含 浸 机 生 产 的 成 品。组成成分：环 氧
16、 树 脂，玻 璃 纤 维 布，丙 酮 等。,P片分类方法,按供应商所用树脂体系及其性能分.POLYCLAD Turbo 254/226ISOLA FR402/FR406ITEQ IT180ShengYi S1141-140/170等,按玻纤布分类106108021122113211615007628等,常用P片参数（KLC生产）,P片成本比较,在普通Tg P片中占用成本最高的部分为玻纤布（普通Tg，高Tg P片可能例外）一般来讲，玻纤布、P片越薄，越难制造，成本越高，价格也贵。2112因不常用，价格会贵于1080。,由于P片中的双氰胺吸潮性很强,因此 P 片贮藏条件最好是冷冻或低温条件。如果P
17、 片吸潮，会造成多层板层间粘合力的减弱或在喷锡时出现白斑,汽泡,爆板等缺陷.一般情况下（按IPC4101要求）,P 片在20摄氏度,湿度50%的条件下可存放3个月。,P片的运输与储存,常用覆铜板分类,按尺寸分大钢板42*48中钢板40*48小钢板36*48其它特殊尺寸,按性能分类高Tg板普通Tg板特殊基板，如用于高频发射基站的Teflon、Rogers等,常用覆铜板简介,普通TG FR4基材为最常用的，不同供应商材料各流程一般无特殊参数。高Tg材料板料及P片要求配套使用，不同供应商材料一般来讲，压板、钻房、沉铜会用到不同参数以控制品质。Teflon、Rogers等特殊物料各流程均需特殊参数。,
18、覆铜板的性能要求：外观包括凹痕，划痕，皱折，针孔，气泡，杂物等。尺寸长度，宽度，弯度和扭曲等。电性能介电常数，表面电阻，绝缘电阻。,覆铜板的性能要求（一）,物理性能剥离强度，焊盘拉脱强度，尺寸稳定性，耐冲击性能等。化学性能包括燃烧性，可焊性，Tg环境性能吸水性，耐霉性，压力容器蒸煮试验。,覆铜板的性能要求（二）,尺寸稳定性 物料在经过指定条件试验前后伸缩比例。请特别留意该性能直接会影响多层板内层伸缩，内层越薄尺寸安定性越差，各供应商之间差别越大。,覆铜板的性能试验,Tg-玻璃态转化温度Tg:表示板料保持刚性的最高温度。Tg 抗湿性、抗化性、抗溶剂性、抗热性,尺寸稳定性等性能,覆铜板的性能参数,
19、Tg Z 方向的膨胀-使得通孔之孔壁受热后不易被底材所拉断。Tg 树脂中架桥的密度 抗水性及防溶剂性-使板子受热后不易发生白点或织纹显露，而有更好的强度及介电性。-至于尺寸的稳定性,由于自动插装或表面装配之严格要求就更为重要了。,覆铜板的性能参数,覆铜板常见缺陷,擦花凹痕织纹显露杂物,RCC定义:RCC-Resin Coated Copper Foil涂树脂铜箔,在铜箔的粗糙面上涂一层特殊的树脂经烘箱干燥成B状态。RCC是HDI最主要的绝缘介质材料,突出的特点是铜箔薄树脂厚。,RCC,树脂层（50100）m 铜箔（918）m,RCC,RCC结构示意图,近年来,由于电子产品朝小型化,多功能化及高可靠性方面发展.对PCB用覆铜板提出了更高的要求.主要表现在以下几方面.高Tg低介电常数无卤型产品防UV薄型化、高尺寸安定性,覆铜板未来发展趋势,Thank you!,
