韧性苯并噁嗪树脂在无卤配方中的应用

何嘉俊 刘应玖 徐庆玉

（华烁科技股份有限公司，湖北 武汉 430074）

苯并噁嗪树脂是一种类似于酚醛树脂结构的新型热固性树脂，具有良好的电绝缘性、耐热性、阻燃性、低烟、低介电损耗等优点，而且价格低廉，在电子电器产品中作为高性能集体树脂收到越来越多的关注[1]-[3]。

无卤覆铜板，由于所用的树脂材料结构刚性较大及无机填料的加入，使得由其制备的无卤覆铜板较脆且加工、钻孔较为困难。本文的研究目的就是开发一种高韧性无卤覆铜板，在充分保持发挥无卤覆铜板良好耐热性能、耐CAF性能及较低的介电损耗正切等优点的同时，提高覆铜板的韧性，克服脆性，使其具有较好的加工性能。

1 实验过程

1.1 测试项目及仪器

CTE（尺寸稳定性）/热分层时间：TMA，10 ℃/min

玻璃化转变温度（Tg）：DSC

剥离强度/层间粘合力：抗剥测试仪

PCT（高压锅蒸煮实验）：高压锅

耐浸焊时间：锡炉

燃烧性：垂直燃烧仪

韧性（十字花）：冲击试验机

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1.2 原料

韧性苯并噁嗪，商品名：HS-11242，华烁科技股份有限公司（湖北省化学研究院）生产。

1.3 韧性苯并噁嗪在无卤配方中的应用

配方中以含磷环氧树脂为主体，以韧性苯并噁嗪树脂、酚醛树脂作为固化剂，加入无机填料以及含磷阻燃剂，得到的板材具有很好的韧性、层间粘合力以及较高的Tg。

2 结果与讨论

2.1 胶水上胶、压制工艺

2.1.1 胶水上胶工艺

将上述配好的胶水上胶7628玻纤布，胶水对玻纤布的浸润性良好；在155 ℃烘烤5 min后，半固化片表面光滑不掉粉。

2.1.2 半固化片性能特征

半固化片是指预浸树脂并固化至B阶段（半固化片），可起粘结作用的薄型材料。因此也称Prepreg或称预浸材料。粘结片在覆铜板制造全过程中，充当着半固化的半成品角色。使用210 g/m2的7628玻璃布预浸树脂，晾置后在烘箱中烘烤半固化片，得到以下性能的半固化片。

从表1可以看出，半固化片有较好的工艺性能，43%树脂含量的半固化片在100 s ～ 120 s的半固化片，流动度在21%～24%。

表1 半固化片特性

2.1.3 层压板的生产

取一定量的粘结片叠合整齐并两边覆以铜箔，在一定温度下压制成形后并逐步升温，最后在190 ℃的温度下热处理1.5 h后，冷却出板。层压板次表面无干花、缺树脂现象，覆铜板综合性能较好（表2），说明该树脂体系具有较温和的后处理条件。

表2 板材的T288和Z-CTE测试结果

2.2 覆铜板性能

2.2.1 板材韧性测试-落槌冲击试验

测试方法：落槌冲击试样，测试冲击的是十字纹边缘清晰度将由分别含有增韧苯并噁嗪树脂和非增韧苯并噁嗪树脂制备的覆铜板放入落锤冲击仪中进行测试，其冲击测试效果如图1。

图1

由图1中经落锤冲击而产生的裂纹面积来看，由增韧苯并噁嗪树脂制备的覆铜板具有更好的耐落锤冲击开裂性。另我们通过剪床对两种覆铜板进行剪切，由增韧苯并噁嗪树脂制备的覆铜板经剪切后其裂纹较少。从剪切裂纹及弯曲强度值，可间接地反映该覆铜板具有较好的韧性。

2.2.2 板材耐热性能

板材的耐热性能是覆铜板的一项重要的基本性能，选取玻璃化转变温度、热分层时间和热分解温度来表征板材的耐热性。

（1）玻璃化转变温度。玻璃化转变温度是评价覆铜板耐热性能的基本指标之一。是指板材在受热条件下，由玻璃态转变为橡胶态所对应的温度。测试结果，Tg为150.5 ℃（升温速度10 ℃/min）。

（2）热分层时间和热膨胀系数。用TMA测试板材在288 ℃的分层时间和Z轴的膨胀系数。测试结果见表2。

（3）热分解温度。热分解温度反映了一个材料的热稳定性，用TGA测试板材的热分解温度，在氮气保护的情况下，升温速率10 ℃/min，5%重量损失时板材的热分解温度为360 ℃，表明板材有很高的热分解温度。

图2 板材的玻璃化转变温度DSC测试图

图3 板材的T288和Z-CTE测试图

表3 板材的其它性能测试结果表

2.2.3 板材其他性能测试

对板材的性能测试，测试的结果见表3。

3 结论

在与覆铜板厂家合作的基础上研制出了一种固化后韧性较高的苯并噁嗪树脂并将它应用于覆铜板的制备。含有该树脂的覆铜板用胶水具有较好的上胶及压制工艺，加工窗口宽，能较好的改善覆铜板的加工性能，板的韧性较好，钻孔工艺性得到较好的改善。

[1]G P Cao, W J Chen, X B Liu. Synthesis and thermal properties of the thermosetting resin based on cyano functionalized benzoxazine[J]. Polymer degradation and Stability, 2008, 93:739-744.

[2]G P Cao. Synthesis and characterization of a novel bisphthalonitrile containing benzoxazine[J]. Express Polymer Letters, 2007, 1(8):512-518.

[3]雷雅杰, 陈文瑾, 赵睿, 刘孝波. 聚芳醚腈增韧改性苯并噁嗪树脂性能研究[J]. 热固性树脂, 2010,25,2.