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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:曾國洲
研究生(外文):Kuo-Chou Tseng
論文名稱:軟性銅箔基板用含磷黏著劑之製備及其物性研究
論文名稱(外文):Preparation and Properties of Phosphorus–Containing Adhesive resin for FLCC Application
指導教授:何宗漢何宗漢引用關係
指導教授(外文):Tsung-Han Ho
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:化學工程系碩士班
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:軟性銅箔基版磷/氮系難燃劑
外文關鍵詞:Peel StrengthSolder testGel Ratio
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軟性電路版(Flexible Printed Circuit board, FPC)用銅箔基板材料,是由絕緣基材(Dielectric Film)與金屬箔(Metal Foil)所組成。最典型及目前使用最普遍的FPC用銅箔基板材料,主要是採用高分子接著劑(Adhesives,簡稱為AD)將絕緣基材與銅箔(Copper Foil)黏合而成。這種可撓性基版材料稱為軟性銅箔基版(Flexible Copper Clad Laminate, FCCL)。目前FCCL之關鍵技術在於高分子黏著劑的配方,高分子黏著劑決定了FCCL材料的物化性質及電器特性,更關係著難燃要求以及可靠度試驗的通過與否。設計黏著劑配方除了滿足應用時的物性及可靠度外,近來因應法規及環境保護的要求,除了因應無鉛製程必須提升FCCL的耐熱性外,對於FCCL難燃性質也必須達到無鹵的要求,因此黏著劑的配方成為重要的研究課題。
本研究主要配製不同有機系磷/氮系難燃劑(ODOPN)含量的FCCL用黏著劑。利用DSC及FTIR研究黏著劑之熱硬化行為;利用已經硬化過程後黏著劑固化物,利用DMA、TMA、TGA、UL-94探討粘著劑的物性;以研製的粘著劑製作3L-FCCL產品,並測試FCCL的Peel Strength、Sorder test、Gel Ratio等物性。實驗結果顯示,不同ODOPN含量對FCCL用難燃環氧樹脂粘著劑,其固化物的Tg 隨磷含量的增加而有下降的趨勢,但熱穩定性會隨ODOPN含量的增加而增加,尤其在空氣環境下,熱裂解溫度會隨磷含量的增加而增加,但灰份殘留率則明顯的下降,這歸因於黏著劑中Al2O3相對含量降低的關係。由UL-94V 難燃測試結果顯示,當FCCL用粘著劑中含磷量僅需1.5 %左右即可達到V-0 等級。以本研究配方之難燃環氧樹脂粘著劑製作而成的3L-FCCL,其在Peel Strength、Solder test、Gel Ratio等測試可以完全通過FCCL之檢測標準。
軟性電路版(Flexible Printed Circuit board, FPC)用銅箔基板材料,是由絕緣基材(Dielectric Film)與金屬箔(Metal Foil)所組成。最典型及目前使用最普遍的FPC用銅箔基板材料,主要是採用高分子接著劑(Adhesives,簡稱為AD)將絕緣基材與銅箔(Copper Foil)黏合而成。這種可撓性基版材料稱為軟性銅箔基版(Flexible Copper Clad Laminate, FCCL)。目前FCCL之關鍵技術在於高分子黏著劑的配方,高分子黏著劑決定了FCCL材料的物化性質及電器特性,更關係著難燃要求以及可靠度試驗的通過與否。設計黏著劑配方除了滿足應用時的物性及可靠度外,近來因應法規及環境保護的要求,除了因應無鉛製程必須提升FCCL的耐熱性外,對於FCCL難燃性質也必須達到無鹵的要求,因此黏著劑的配方成為重要的研究課題。
本研究主要配製不同有機系磷/氮系難燃劑(ODOPN)含量的FCCL用黏著劑。利用DSC及FTIR研究黏著劑之熱硬化行為;利用已經硬化過程後黏著劑固化物,利用DMA、TMA、TGA、UL-94探討粘著劑的物性;以研製的粘著劑製作3L-FCCL產品,並測試FCCL的Peel Strength、Sorder test、Gel Ratio等物性。實驗結果顯示,不同ODOPN含量對FCCL用難燃環氧樹脂粘著劑,其固化物的Tg 隨磷含量的增加而有下降的趨勢,但熱穩定性會隨ODOPN含量的增加而增加,尤其在空氣環境下,熱裂解溫度會隨磷含量的增加而增加,但灰份殘留率則明顯的下降,這歸因於黏著劑中Al2O3相對含量降低的關係。由UL-94V 難燃測試結果顯示,當FCCL用粘著劑中含磷量僅需1.5 %左右即可達到V-0 等級。以本研究配方之難燃環氧樹脂粘著劑製作而成的3L-FCCL,其在Peel Strength、Solder test、Gel Ratio等測試可以完全通過FCCL之檢測標準。
目 錄
中文摘要 --------------------------------------------------------------------I
致謝 -------------------------------------------------------------------II
目錄 ----------------------------------------------------------------III
表目錄 ------------------------------------------------------------------VI
圖目錄 ----------------------------------------------------------------VII
第一章、 緒論-----------------------------------------------------------------1
1-1 前言-----------------------------------------------------------------1
1-2 軟性印刷電路板之種類與發展--------------------------------2
1-3 軟性銅箔基板的功用--------------------------------------------7
1-4 研究的目的與主要的內容-------------------------------------12
第二章、 原理與文獻回顧------------------------------------------------13
2-1 環氧樹脂(Epoxy Resin)---------------------------------------13
2-1-1 環氧樹脂簡介------------------------------------------------13
2-1-2 環氧樹脂之流變與硬化------------------------------------15
2-1-3 環氧樹脂在電子材料上之用途---------------------------18
2-2 高分子燃燒與難燃劑(Flame Retardant)--------------------19
2-2-1 高分子聚合物的燃燒機構及原理------------------------20
2-2-2 耐燃劑種類及原理-----------------------------------------21
2-2-2-1 耐燃劑的種類--------------------------------------------21
2-2-2-2 耐燃劑的原理--------------------------------------------22
2-2-3 協同作用(Synergism)---------------------------------------25
2-2-4 難燃材料之測試方法---------------------------------------27
第三章、 實驗-----------------------------------------------------------29
3-1 實驗流程圖-------------------------------------------------------29
3-2 材料與藥品------------------------------------------------------30
3-3 儀器設備----------------------------------------------------------31
3-4 膠料(AD)製備---------------------------------------------------32
3-4-1 不同磷含量的膠料典型製備方法------------------------32
3-4-2 膠料含磷量之估算-----------------------------------------32
3-5 試片製備----------------------------------------------------------32
3-5-1 物性測試用試片製備---------------------------------------32
3-5-2 FCCL試片製備---------------------------------------------33
3-6 物性測試----------------------------------------------------------34
第四章、 結果與討論--------------------------------------------------39
4-1 熱硬化行為探討-------------------------------------------------39
4-1-1 示差掃描熱分析(DSC)-------------------------------------39
4-1-2 紅外線光譜儀(FTIR)測定--------------------------------40
4-2物性測試-----------------------------------------------------------40
4-2-1 動態黏彈性質分析(DMA)---------------------------------40
4-2-2 熱機械性質分析(TMA) -----------------------------------41
4-2-3 熱穩定性分析(TGA)---------------------------------------43
4-2-4 UL-94V測試--------------------------------------------------43
4-3 FCCL物性測試---------------------------------------------------44
4-3-1 Peel Strength測試--------------------------------------------44
4-3-2 凝膠分率(Gel Ratio)----------------------------------------45
4-3-3 Solder test------------------------------------------------------45
第五章、 總結----------------------------------------------------------67
參考文獻 ---------------------------------------------------------------68
參考文獻
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