專利名稱：一種表面粗化的玻璃纖維制造技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
印制線路板是普通電子產(chǎn)品中最大的一個元器件，它是承載著各種電子元器件以及使得它們之間相互保持一定方式的連接的載體，從而實現(xiàn)電子產(chǎn)品的設(shè)計使用功能；IC封裝載板，則是集成電路元器件中重要的電子元器件，它是晶圓的載體，使得晶圓之間、以及晶圓與其他電子元器件之間相互保持一定方式的連接，從而實現(xiàn)集成電路元器件的設(shè)計使用功能。印制線路板以及IC封裝載板等電子元器件的最主要原材料一覆銅板和半化固化片，主要由銅箔、樹脂、玻璃纖維布等物質(zhì)構(gòu)成，玻璃纖維的制造技術(shù)水平直接影響到這些電子元器件的最終質(zhì)量和技術(shù)水平，所以玻璃纖維的制造是電子工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中很重要的一個環(huán)節(jié)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的玻璃纖維均是從高溫熔化的玻璃窯爐中拉出細絲來，將多條細絲捻成一股，再將一股一股的纖維織成布狀，即可成為我們俗稱的玻璃纖維布。玻璃纖維布經(jīng)過一系列的處理后，進行樹脂含浸，含浸有樹脂的玻璃纖維經(jīng)過低溫烘烤后，成為半固化狀態(tài)的片狀物質(zhì)，即半固化片(英文簡稱為pp)，半固化片兩面覆以銅箔再施以高溫高壓，就可以成為印制線路板的最主要原材料覆銅板，印制線路板或IC封裝載板就是由制作了圖形的覆銅板和半固化片經(jīng)高溫壓合在一起后再經(jīng)過一系列的加工處理而制得的。從高溫熔化的玻璃窯爐中拉出細玻璃絲，其表面是光滑的，雖然經(jīng)過一系列的物理及化學(xué)處理，但其表面與樹脂之間的結(jié)合力終究不能達到很高的水平，不能滿足世界高速發(fā)展的電子工業(yè)的需求，所以不斷提高覆銅板的制造技術(shù)水平是業(yè)界迫切的工作。本發(fā)明涉及一種如何提高玻璃纖維布與樹脂之間的結(jié)合力的技術(shù)，從而可以使得印制線路板或IC封裝載板的重要原材料的制造技術(shù)水平走上一個新的臺階，以滿足高速發(fā)展的電子工業(yè)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是依現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝水平，樹脂與玻璃纖維之間的結(jié)合力有限，從而導(dǎo)致印制線路板的制造技術(shù)無法更進一步發(fā)展。本發(fā)明從原料的生產(chǎn)過程進行控制，提高了樹脂與玻璃纖維之間的結(jié)合力，使得電子產(chǎn)品的原材料得到更高技術(shù)的發(fā)展，滿足世界高速發(fā)展的電子工業(yè)的需求。本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種表面粗化的玻璃纖維制造技術(shù)，其特征在于，對應(yīng)用于電子產(chǎn)品中的印制線路板以及IC封裝載板等電子元器件中必須的半固化片和覆銅板等原材料，在制備這些原材料之前，將構(gòu)成這些原材料的主要物質(zhì)之一玻璃纖維，采用化學(xué)侵蝕的方法將玻璃纖維的表面咬蝕粗糙，以提高玻璃纖維與樹脂之間的結(jié)合力。本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是采用含有氟的化學(xué)藥品對玻璃纖維表面進行咬蝕，從而使得原來較光滑的玻璃纖維表面變得粗糙。本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是咬蝕玻璃纖維所采用的含有氟化學(xué)藥品中最少包含氟化氫的成份。
本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是咬蝕玻璃纖維所采用的含氟化學(xué)藥品為最少一種處于氣體狀態(tài)的物質(zhì)。本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是先對玻璃纖維進行長時間的高溫烘烤，之后采用具有酸性的化學(xué)藥品對玻璃纖維表面進行咬蝕，從而使得原來較光滑的玻璃纖維表面變得粗糖。本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是咬蝕玻璃纖維所采用的具有酸性的化學(xué)藥品中最少包含氯化氫的成份。本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是咬蝕玻璃纖維所采用的具有酸性的化學(xué)藥品中最少包含H2SO4的成份。本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是此技術(shù)最少包含如下的步驟褪漿一玻璃纖維表面進行咬蝕粗化一矽烷偶合處理。
本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是此技術(shù)最少包含如下的步驟褪漿一開纖處理一玻璃纖維表面進行咬蝕粗化一矽烷偶合處理。本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是在矽烷偶合處理步驟之前對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化處理。本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是在拉制出玻璃纖維之后、漿紗處理步驟之前對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化處理。本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是在對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化的處理過程中最少包含如下的子步驟咬蝕一清洗一烘干。本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是在對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化的處理過程中最少包含如下的子步驟咬蝕一清洗。本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是采用化學(xué)侵蝕的方法將玻璃纖維表面咬蝕粗糙，咬蝕進玻璃纖維表面的深度控制在占玻璃纖維直徑的1% 20%的范圍之間。本發(fā)明獲得的效果是通過對玻璃纖維的表面進行粗化，從而提高了樹脂與玻璃纖維之間的結(jié)合力，使得電子產(chǎn)品的原材料得到更高技術(shù)的發(fā)展，滿足世界高速發(fā)展的電子工業(yè)的需求。


圖I為表面粗化的玻璃纖維制造技術(shù)的工藝流程圖之一。圖2為表面粗化的玻璃纖維制造技術(shù)的工藝流程圖之二。圖3為“玻璃纖維表面進行咬蝕粗化”工藝的具體流程圖之一。圖4為“玻璃纖維表面進行咬蝕粗化”工藝的具體流程圖之二。圖5為未經(jīng)過粗化的玻璃纖維及其表面的片斷示意圖。圖6為已經(jīng)過粗化的玻璃纖維及其表面的片斷示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施事例，對本發(fā)明技術(shù)方案進一步說明。玻璃纖維玻璃是一種混合物，其定義是“無機物經(jīng)高溫融熔混合后，再冷卻成為一種非結(jié)晶型態(tài)的堅硬物體”。被抽成細絲(Filament)當(dāng)成紡織的纖維原料的新用途之開發(fā)成功則于1939年才正式進入玻璃纖維時代。玻璃纖維可以分為兩種情況一種是連續(xù)式的，用于織造玻纖布(Cloth or Fabric);另一種是不連續(xù)定長式，膠合在一起成片狀稱為玻璃席(Mat)。許多根玻璃纖維絲組成一束，再將一束一束的玻璃纖維絲按經(jīng)向和緯向交叉編織成布狀，即可得到玻璃纖維布。目前市場上玻璃纖維布使用在覆銅板(英文簡稱CCL)和印制線路板(英文簡稱PCB)行業(yè)上，等級為E-Grade即電子級材料，它是由電子級玻璃纖維紗編織及經(jīng)過一系列處理而制作成的布狀材料。常用的玻璃纖維布種有7628、2116、1080等，其為代號，無實
質(zhì)數(shù)字意義。詳細規(guī)格及組成如下
布種布基重紗種類密度(彳數(shù)/in) 單纖直徑__(g/m2) 經(jīng)向緯向經(jīng)向緯向__Um) 7638 255. O ECG75 ECG3744__26__9
7628 208. O ECG75 ECG7544__33__9
7667 234, O ECG67 ECG6744__36__9
1506 162.0 ECGllO ECGllQ47__46__9
2116 105. O ECE225 ECE22560__59__7
108048. O ECD450 ECD45060__49__5
10624. 4 ECD900 ECD90056__56__5_
101__16. 3 ECD1800 ECD180075__75__5原有的玻璃纖維制作過程有回潮一整經(jīng)一漿紗一綜框一上緯紗一織布一褪楽· 一還布檢驗一 夕燒處理-成品檢驗等。具體說明如下回潮原玻纖極脆且易斷裂，在下一個工序時易產(chǎn)生毛羽、破絲、斷紗等異常，所以在投用前要經(jīng)過回潮處理?；爻钡哪康氖亲対駳庠诓＠w表面凝結(jié)成水膜，增強玻纖的柔順性。整經(jīng)玻璃纖維布是由經(jīng)紗(Warp)及緯紗(Fill)所縱橫交織而成的，因經(jīng)紗的長度很長，關(guān)系著布料的整體品質(zhì)。故需就所織出布幅寬度，將所買來的原紗重新加以密集間隔排列，也就是重新將多卷原紗同時平行排繞在等待織布的經(jīng)軸上(Warp beam)。緯紗則是直接繞在緯管上(Qvill or bobbin)去織布即可。由于經(jīng)紗已經(jīng)過整理，且紗數(shù)也比緯紗多，故耐力強度都比緯紗好，因而印制線路板受力較大的方向，應(yīng)以經(jīng)向為宜。漿紗漿紗是把重新匯集排列過的經(jīng)紗，還要做一次上漿的處理(Sizing)稱為“漿經(jīng)”。目的就是為了增加潤滑及減少磨損。此等漿料在織成布之后，還要退漿處理，以得到潔凈的玻璃表面。此種上漿處理的張力控制要特別小心，以防其斷裂而影響布的品質(zhì)。上過漿的經(jīng)紗還要通過一個擠輪(Nip Roll)把多余的漿料擠掉，然后再通過熱蒸氣的烘干后，即可進行綜框的操作(Entering)。
綜框又稱綜紗。此一動作是把每支經(jīng)紗都穿入帶頭的鋼扣中，使能在織布機內(nèi)(Loom)進行上下提動。同時，還需上緯紗，上緯紗是把原裝的生紗重新直接繞在緯管上，織布時由“梭子”或壓縮空氣的帶動，往復(fù)奔馳于經(jīng)紗之間，并與之形成一上一下的穿越交織，各種前處理到此已完成織布的準(zhǔn)備工作了。織布目前常用的織布方法均為以壓縮空氣或水來帶動緯紗紗之無梭織布法。織布方法有多種不同型式，但用于基板的玻璃布，卻自始至終都只用一種平織法即將經(jīng)緯紗上下交錯編織，平織法其布之尺寸最具安定性也最不易變形，而且重量及厚度也最均勻。褪漿又稱燒潔。當(dāng)玻璃纖維布已編織完成，就要把為制程方便而暫時涂上的漿料除掉，以得到潔凈的玻璃纖維布，使其能再做進一步的矽偶合處理。因玻璃纖維布不會燃燒，但其表面所附著的有機物卻會被分解成為氣體而脫離，如此即可得到清潔的玻璃纖維布。通常會分為兩步處理，首先是連續(xù)有氧焚燒，爐溫達593 816°C，可燒掉91 98%的漿料，然后再長時間低溫批處理；其次是非連續(xù)的批式處理，它是把玻璃布重行纏繞在多孔的金屬筒上再放進烘爐內(nèi)，在260°C 371°C中燒55 80小時，使布中的有機物由進一步 揮發(fā)至接近完全沒有。批式低溫處理法使?jié){料中的油脂及揮發(fā)份慢慢離開，不致造成大量熱能涌入而生成應(yīng)有抗拉強度的降低。坯布檢驗這個步驟中，采用人工檢驗的方式，確認(rèn)玻璃纖維布的品質(zhì)是否完全符合標(biāo)準(zhǔn)，對于不符合的產(chǎn)品，需挑出，或分等級處理。矽烷處理又稱矽烷偶合處理。因為玻璃表面是十分光滑的，其它物質(zhì)如水、樹脂等不容易將玻璃表面或者是玻璃纖維表面很好地潤濕，這樣樹脂與玻璃纖維之間就不能很好地結(jié)合在一起，從而產(chǎn)生品質(zhì)問題。矽烷處理是在玻璃纖維表面的涂上一種“偶合”性的皮層，讓樹脂除了原來機械之特性外，再提供一種分子級的“化學(xué)鍵接力”，在溫度劇變下維持二者的結(jié)合強度，故又可稱之為“附著力促進劑”(Adhesion promoter)。矽烷處理層倘能保護玻璃表面，使其在水份的包圍下不致失去與樹脂的附著力，進而可維持介電物質(zhì)之絕緣性。此種偶合劑基本上為一種混成的物質(zhì)(Hybrid Material),其分子中一端具有一種反應(yīng)力很強的有機官能基，另一端則為無機性的功能團，中間則是矽烷的主干。此種介于兩者間的單分子層“偶合皮膜”，在B-stage之膠片完工時即已形成了。其如上述之矽烷化物偶合劑分子結(jié)構(gòu)如=X-Si-R-(0CH3) 3，X為胺基、環(huán)氧基及苯乙烯等。故原有的玻璃纖維制作存在的問題是因為玻璃纖維原本就是光滑的，雖然經(jīng)過了一系列的加工過程，以及經(jīng)過了矽烷處理，但玻璃纖維表面的光滑特性并沒有改變，樹脂與玻璃纖維之間的結(jié)合力會因為玻璃纖維表面光滑的特性而導(dǎo)致其結(jié)合力大小只能達到某一個值，很難再向上突破了。目前人們想了許多辦法去提高這種結(jié)合力和結(jié)合效果，如調(diào)整樹脂的配方，但只是簡單的調(diào)整樹脂中的配方比例是沒有辦法達到提高這種結(jié)合力的，除非是樹脂的種類發(fā)生了變化，即采用了更優(yōu)質(zhì)的樹脂種類，這樣結(jié)合力自然就上去了，但這樣的做法卻會同時帶來原材料的成本也大大上升的后果，這是沒有辦法大范圍地推廣應(yīng)用的。還有的在玻璃纖維布褪漿之后，采用了增加噴水針刺法(英文為=Water JetNeedling)進行再加工，使經(jīng)紗與緯紗裸露在布面的部份均勻開纖，形成扁平狀。根據(jù)加工程度的深淺，可將這種布分為兩類一類只開纖；另一類除開纖外，經(jīng)緯紗還起毛(部份單絲斷裂)，使布面形成一層均勻密布的細密茸毛，故稱之為起毛布。而在未經(jīng)噴水加工處理的普通玻璃布中，經(jīng)紗和緯紗中的單纖維緊密抱合，經(jīng)緯紗交迭部隆起，四角形成空隙。開纖布和起毛布因為玻璃紗被松開攤平，經(jīng)緯紗交迭部的突起明顯減緩，空隙閉塞或縮小，因而布面平滑性大大提高。經(jīng)過這樣的處理的玻璃纖維，樹脂與玻璃纖維之間的結(jié)合力也可以獲得增加，而且成本也不會大幅增加，但是經(jīng)過這樣的處理之后，仍無法滿足電子產(chǎn)品日益發(fā)展的而對原材料的技術(shù)特征的不斷變得嚴(yán)格的要求。所以，本發(fā)明中提出的解決方案是，在進行矽烷偶合處理前，將玻璃纖維表面咬蝕粗糙，樹脂與玻璃纖維之間的接觸面大大增加，它們之間的結(jié)合力自然也就大大增加了，而且成本不會有太大的增幅。以下給出如何實現(xiàn)將玻璃纖維表面咬蝕粗糙的具體方案。咬蝕方案一采用含有氟的化學(xué)藥品對玻璃纖維表面進行咬蝕，從而使得原來較光滑的玻璃纖維表面變得粗糙。含氟物質(zhì)可以對玻璃類的物質(zhì)進行腐蝕，從而造成刻蝕的效果，而氟化氫是最常用且較易得到的一種物質(zhì)，氟化氫及其與其他物質(zhì)的混合物均可以對玻璃類的物質(zhì)進行腐蝕，所以，咬蝕玻璃纖維所采用的含有氟化學(xué)藥品中最少包含氟化氫的成份即可以實現(xiàn)對玻璃的咬蝕。咬蝕玻璃纖維所采用的含氟化學(xué)藥品可以是處于液態(tài) 的物質(zhì)，也可以是處于氣態(tài)的物質(zhì)，如果是液態(tài)物質(zhì)時，需將玻璃纖維絲浸泡在含氟的液體中，以實現(xiàn)對玻璃纖維的咬蝕；如果是氣態(tài)物質(zhì)時，需將玻璃纖維絲置于含氟的氣體中，以實現(xiàn)對玻璃纖維的咬蝕。采用氣態(tài)物質(zhì)咬蝕的好處是，咬蝕完畢后，可以無須烘干，而玻璃纖維仍是干燥的；如果采用液態(tài)物質(zhì)咬蝕時，玻璃纖維或者是玻璃纖維布本身會含浸及粘附上液體，這些液體會被輸送到下一個處理工序造成對下工序的污染，而且在運送過程中，液體中所含有的含氟物質(zhì)會繼續(xù)咬蝕玻璃纖維，造成咬蝕不均勻或者失控，不利于生產(chǎn)平穩(wěn)進行。更重要的是，玻璃纖維不容易被液態(tài)物質(zhì)浸潤，在局部位置可能無法被液體浸泡到而導(dǎo)致咬蝕效果很差或者根本就沒有咬蝕過，這樣的結(jié)果就是沒有起到處理的作用，產(chǎn)品的品質(zhì)也是沒有保證的。如果采用氣態(tài)物質(zhì)咬蝕玻璃纖維，當(dāng)玻璃纖維被置于氣態(tài)含氟物質(zhì)中時，就會馬上被咬蝕，不存在無法浸潤的問題。另外，采用氣態(tài)含氟物質(zhì)咬蝕玻璃纖維，還可以使得玻璃纖維的表面更加粗糙，從而使得玻璃纖維與樹脂之間的結(jié)合力更加強。嚴(yán)格控制咬蝕進玻璃纖維表面的深度在占玻璃纖維直徑的1% 20%的范圍之間，可以獲得較好的粗化效果，且不會導(dǎo)致其他問題。如圖5中的I所示，I是未經(jīng)過粗化處理的玻璃纖維的片斷的示意圖，其表面是光滑的；如圖6所示，I經(jīng)過了粗化處理后，其表面變得比較粗糙，a和b分別表示在玻璃纖維表面上、下兩個位置的咬蝕量，正常生產(chǎn)條件下，a與b是基本相等的，此咬蝕量控制在O. 02微米至2微米之間即可。在生產(chǎn)過程中，氣態(tài)含氟物質(zhì)需配合以適當(dāng)?shù)墓膭踊虼祫樱允沟貌ＡЮw維處于濃度均勻的氣態(tài)含氟物質(zhì)空間中，同時利于咬蝕反應(yīng)的進行。還有，含氟物質(zhì)是有毒有害物質(zhì)，不可以直接排到空氣中或外界環(huán)境中，需配合以足夠的回收系統(tǒng)以完成這樣的目的。咬蝕方案二采用具有酸性的化學(xué)藥品對玻璃纖維表面進行咬蝕，從而使得原來較光滑的玻璃纖維表面變得粗糙。咬蝕玻璃纖維所采用的具有酸性的化學(xué)藥品可以采用包含氯化氫的成份的物質(zhì)，也可以采用包含硫酸(H2SO4)或者是其他酸的成份、或者由一種以上的酸混合而成的物質(zhì)，在咬蝕過程中需配合以適當(dāng)?shù)募訜?，以加速粗化咬蝕玻璃纖維的過程。我們知道，構(gòu)成玻璃的成份主要有以下Si02、A1203、B2O3> CaO, MgO, R2O,正常條件制造出來的玻璃，這些成份會被均勻地混合在一起，形成均勻的整體構(gòu)成，即屬于未分相的玻璃。如將玻璃在400 650°C溫度下進行熱處理，它會轉(zhuǎn)變成Na2O-B2O3與SiO2兩個相，即分相的玻璃。使含硼酸與堿金屬氧化物的玻璃相和硅酸質(zhì)的玻璃相的粒度約為幾十埃的數(shù)量級，形成兩種玻璃相混雜的精細結(jié)構(gòu)，這樣的玻璃在90°C下用鹽酸及熱水等處理，把可溶性的Na2O-B2O3玻璃相溶解出來，余下的就成為以SiO2為主要成份，它是保持了玻璃的原有形狀的具有微孔狀的玻璃，其表面即具有粗糙的特性。當(dāng)然，也可以采用含有硫酸或者是其他酸的溶液作這種處理，但處理速度會慢些。根據(jù)使用場合和需要，控制熱處理時間和溫度等的變化，可以改變微孔的孔徑、孔分布、孔容積，制成孔徑均一的微孔。過度處理，會導(dǎo)致整根玻璃纖維中可溶性的Na2O-B2O3玻璃相都被咬蝕掉，使得玻璃纖維變成如同海棉狀的多孔狀絲條狀物質(zhì)，不僅機械強度大大下降而沒法滿足要求，而且極容易吸潮以及儲藏污染物，在印制線路板的制造過程中，吸潮會導(dǎo)致印制線路板本身帶有水汽，在制造中程中會反復(fù)遇到水及需烘烤等處理，烘烤時水份蒸發(fā)出從而導(dǎo)致爆板、分層等問題，大量的品質(zhì)問題就會隨之而來。嚴(yán)格控制咬蝕進玻璃纖維表面的深度在占玻璃纖維直徑的1% 20%的范圍之間，既可獲得粗糙的玻璃纖維表面，又可以確保不會發(fā)生后續(xù)的品質(zhì)問題，從而符合印制線路板行業(yè)的使用。如圖5中的I所示，I是未經(jīng)過粗化處理的玻璃纖維的片斷的示意圖，其表面是光滑的；如圖6所示，I經(jīng)過了粗化處理后，其表面變得比較粗糙，a和b分別表示在玻璃纖維表面上、下兩個位置的咬蝕量，正常生產(chǎn)條件下，a與b是基本相等的，此咬蝕 量控制在O. 02微米至2微米之間即可。對于O. 02微米至2微米之間的咬蝕量的控制，可以依據(jù)不同直徑的玻璃纖維大小、不同的粗化度要求而設(shè)定不同的考取蝕量。如果玻璃纖維的直徑較大時，咬蝕量可以選取較大一些，從而選擇咬蝕量O. 02微米至2微米之間偏上限的數(shù)值；如果玻璃纖維的直徑較小時，咬蝕量可以選取較小一些，從而選擇咬蝕量O. 02微米至2微米之間偏下限的數(shù)值，如果這時選擇偏大的咬蝕量，其帶來的結(jié)果就是玻璃纖維被過度粗化。咬蝕量的選擇是一個動態(tài)的數(shù)值，玻璃纖維直徑的大小是最大的參考依據(jù)，通常如果咬蝕量不超過10%的玻璃纖維直徑大小，不會導(dǎo)致問題，最極端的情況下不可以超過20%的玻璃纖維直徑大??；但也需要按制在I %的玻璃纖維直徑大小以上才能保證較獲得較良好的咬蝕效果，這樣樹脂與玻璃纖維之間的結(jié)合力才有保證。如果咬蝕量超出20%的玻璃纖維直徑大小，這時玻璃纖維的機械強度會在大下降，在后續(xù)的制造工序中，玻璃纖維很容易斷裂。處理流程一此技術(shù)最少包含如下的步驟褪漿一玻璃纖維表面進行咬蝕粗化一矽烷偶合處理。原有的玻璃纖維制作過程有回潮一整經(jīng)一漿紗一綜框一上緯紗一織布一褪漿一坯布檢驗一矽烷處理一成品檢驗等。因為坯布檢驗步驟只是一個檢驗步驟，并沒有實質(zhì)性的加工過程，所以在本發(fā)明的處理流程中沒有將“坯布檢驗”步驟寫在其中而忽略掉，但不能認(rèn)為加入這個步驟是一種創(chuàng)新而獲得新的專利權(quán)利。本流程的核心內(nèi)容是在褪漿之后、矽烷處理之前，加上“玻璃纖維表面進行咬蝕粗化”的處理步驟。對于加入其他的處理步驟，道理同樣。如圖I中所示，具體處理步驟說明如下步驟100 :褪漿，又稱燒潔。當(dāng)玻璃纖維布已編織完成，就要把為制程方便而暫時涂上的漿料除掉，以得到潔凈的玻璃纖維布，使其能再做進一步的矽偶合處理。因玻璃纖維布不會燃燒，但其表面所附著的有機物卻會被分解成為氣體而脫離，如此即可得到清潔的玻璃纖維布。通常會分為兩步處理，首先是連續(xù)有氧焚燒，爐溫達593 816°C，可燒掉91 98%的漿料，然后再長時間低溫批處理；其次是非連續(xù)的批式處理，它是把玻璃布重行纏繞在多孔的金屬筒上再放進烘爐內(nèi)，在260°C 371 °C中燒55 100小時，使布中的有機物由進一步揮發(fā)至接近完全沒有。批式低溫處理法使?jié){料中的油脂及揮發(fā)份慢慢離開，不致造成大量熱能涌入而生成應(yīng)有抗拉強度的降低。也可以采用過燒的生產(chǎn)方法，即是在第二步的熱處理中，將溫度提高至400°C 650°C持續(xù)高溫?zé)?0 100小時，使得玻璃纖維布經(jīng)受長時間的高溫，從而形成過燒的情況。經(jīng)過這樣的溫度處理后，實際上玻璃中的晶體結(jié)構(gòu)從單相轉(zhuǎn)變成了兩相結(jié)構(gòu)，即Na2O-B2O3與SiO2兩個相，分了相的玻璃纖維，其機械強度會下降。但在酸性物質(zhì)的處理下，在與酸性物質(zhì)反應(yīng)過的地方，這種玻璃纖維中的Na2O-B2O3會被溶解掉，只留下的SiO2結(jié)構(gòu)，從而形成具有粗糙的表面的玻璃纖維，如加強酸性處理，整個玻璃纖維都會變成具有微孔結(jié)構(gòu)的纖維絲。步驟200 :玻璃纖維表面進行咬蝕粗化。第一種方法可以采用含氟的物質(zhì)進行咬蝕，這種含氟物質(zhì)首選是氣體狀態(tài)，其處理效果最好。另一種方法是采用酸性物質(zhì)處理，要進行這種處理前，需對玻璃纖維進行分相處理。在對“玻璃纖維表面進行咬蝕粗化”的處理步驟中，還需要其他相關(guān)配合的處理，這些處理會在下面的“處理子流程一”和“處理子流程二”中進行詳細說明。步驟300 :又稱矽烷偶合處理。因為玻璃表面是十分光滑的，其它物質(zhì)如水、樹脂 等不容易將玻璃表面或者是玻璃纖維表面很好地潤濕，這樣樹脂與玻璃纖維之間就不能很好地結(jié)合在一起，從而產(chǎn)生品質(zhì)問題。矽烷處理是在玻璃纖維表面的涂上一種“偶合”性的皮層，讓樹脂除了原來機械之特性外，再提供一種分子級的“化學(xué)鍵接力”，在溫度劇變下維持二者的結(jié)合強度，故又可稱之為“附著力促進劑”(Adhesion promoter)。矽烷處理層倘能保護玻璃表面，使其在水份的包圍下不致失去與樹脂的附著力，進而可維持介電物質(zhì)之絕緣性。此種偶合劑基本上為一種混成的物質(zhì)(Hybrid Material),其分子中一端具有一種反應(yīng)力很強的有機官能基，另一端則為無機性的功能團，中間則是矽烷的主干。此種介于兩者間的單分子層“偶合皮膜”，在B-stage之膠片完工時即已形成了。其如上述之矽烷化物偶合劑分子結(jié)構(gòu)如=X-Si-R-(0CH3) 3，X為胺基、環(huán)氧基及苯乙烯等。處理流程二 此技術(shù)最少包含如下的步驟褪漿一開纖處理一玻璃纖維表面進行咬蝕粗化一矽烷偶合處理。此流程與“處理流程一”相比，增加了開纖處理，目的是將纖維束打散，進一步增加樹脂與玻璃纖維之間的結(jié)合力。原有的玻璃纖維制作過程有回潮一整經(jīng)一楽■紗一綜框一上諱紗一織布一裡楽開纖處理一還布檢驗一5夕燒處理一成品檢驗等，當(dāng)然也可以變化一下，變成以下制作過程回潮一整經(jīng)一漿紗一綜框一上緯紗一織布一褪楽_—還布檢驗一開纖處一 夕燒處理一成品檢驗等。因為還布檢驗步驟只是一個檢驗步驟，并沒有實質(zhì)性的加工過程，所以在本發(fā)明的處理流程中沒有將“坯布檢驗”步驟寫在其中而忽略掉，但不能認(rèn)為加入這個步驟是一種創(chuàng)新而獲得新的專利權(quán)利。本流程的核心內(nèi)容是在矽烷處理之前，加上“玻璃纖維表面進行咬蝕粗化”的處理步驟。對于加入其他的處理步驟，道理同樣。如圖2中所示，具體處理步驟說明如下步驟100 :褪漿，又稱燒潔。當(dāng)玻璃纖維布已編織完成，就要把為制程方便而暫時涂上的漿料除掉，以得到潔凈的玻璃纖維布，使其能再做進一步的矽偶合處理。因玻璃纖維布不會燃燒，但其表面所附著的有機物卻會被分解成為氣體而脫離，如此即可得到清潔的玻璃纖維布。通常分為兩步處理，首先是連續(xù)有氧焚燒，爐溫達593 816°C，可燒掉91 98%的漿料，然后再長時間低溫批處理；其次是非連續(xù)的批式處理，它是把玻璃布重行纏繞在多孔的金屬筒上再放進烘爐內(nèi)，在260°C 371 °C中燒55 100小時，使布中的有機物由進一步揮發(fā)至接近完全沒有。批式低溫處理法使?jié){料中的油脂及揮發(fā)份慢慢離開，不致造成大量熱能涌入而生成應(yīng)有抗拉強度的降低。也可以采用過燒的生產(chǎn)方法，即是在第二步的熱處理中，將溫度提高至400°C 650°C持續(xù)高溫?zé)?0 100小時，使得玻璃纖維布經(jīng)受長時間的高溫，從而形成過燒的情況。經(jīng)過這樣的溫度處理后，實際上玻璃中的晶體結(jié)構(gòu)從單相轉(zhuǎn)變成了兩相結(jié)構(gòu)，即Na2O-B2O3與SiO2兩個相，分了相的玻璃纖維，其機械強度會下降。但在酸性物質(zhì)的處理下，在與酸性物質(zhì)反應(yīng)過的地方，這種玻璃纖維中的Na2O-B2O3會被溶解掉，只留下的SiO2結(jié)構(gòu)，從而形成具有粗糙的表面的玻璃纖維，如加強酸性處理，整個玻璃纖維都會變成具有微孔結(jié)構(gòu)的纖維絲。步驟150 :開纖處理。開纖處理又稱“噴水針刺法”(英文為Water Jet Needling)進行再加工，使經(jīng)紗與緯紗裸露在布面的部份均勻開纖，形成扁平狀。根據(jù)加工程度的深淺，可將這種布分為兩類一類只開纖；另一類除開纖外，經(jīng)緯紗還起毛(部份單絲斷裂)，使布面形成一層均勻密布的細密茸毛，故稱之為起毛布。而在未經(jīng)噴水加工處理的普通玻璃布中，經(jīng)紗和緯紗中的單纖維緊密抱合，經(jīng)緯紗交迭部隆起，四角形成空隙。開纖布和起毛布因為玻璃紗被松開攤平，經(jīng)緯紗交迭部的突起明顯減緩，空隙閉塞或縮小，因而布面平滑性大大提高。 步驟200 :玻璃纖維表面進行咬蝕粗化。第一種方法可以采用含氟的物質(zhì)進行咬蝕，這種含氟物質(zhì)首選是氣體狀態(tài)，其處理效果最好。另一種方法是采用酸性物質(zhì)處理，要進行這種處理前，需對玻璃纖維進行分相處理。在對“玻璃纖維表面進行咬蝕粗化”的處理步驟中，還需要其他相關(guān)配合的處理，這些處理會在下面的“處理子流程一”和“處理子流程二”中進行詳細說明。步驟300 :又稱矽烷偶合處理。因為玻璃表面是十分光滑的，其它物質(zhì)如水、樹脂等不容易將玻璃表面或者是玻璃纖維表面很好地潤濕，這樣樹脂與玻璃纖維之間就不能很好地結(jié)合在一起，從而產(chǎn)生品質(zhì)問題。矽烷處理是在玻璃纖維表面的涂上一種“偶合”性的皮層，讓樹脂除了原來機械之特性外，再提供一種分子級的“化學(xué)鍵接力”，在溫度劇變下維持二者的結(jié)合強度，故又可稱之為“附著力促進劑”(Adhesion promoter)。矽烷處理層倘能保護玻璃表面，使其在水份的包圍下不致失去與樹脂的附著力，進而可維持介電物質(zhì)之絕緣性。此種偶合劑基本上為一種混成的物質(zhì)(Hybrid Material),其分子中一端具有一種反應(yīng)力很強的有機官能基，另一端則為無機性的功能團，中間則是矽烷的主干。此種介于兩者間的單分子層“偶合皮膜”，在B-stage之膠片完工時即已形成了。其如上述之矽烷化物偶合劑分子結(jié)構(gòu)如=X-Si-R-(0CH3) 3，X為胺基、環(huán)氧基及苯乙烯等。需要說明的是，上述兩種流程步驟并不能完全描述出本發(fā)明方案的權(quán)利要求范圍，因為擁有業(yè)界經(jīng)驗的人，稍加改動，即可以獲得與上述描述的流程不相同的發(fā)明內(nèi)容，但不能認(rèn)為這是一種創(chuàng)新。本發(fā)明的核心內(nèi)容包括以下最核心的內(nèi)容是對玻璃纖維表面進行咬蝕處理，這種對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化的處理步驟可以作為褪漿處理步驟之后、矽烷偶合處理步驟之前的任意一個步驟或者子步驟，在原理上和作用上都是可行的。矽烷處理是在玻璃纖維表面的涂上一種“偶合”性的皮層，以增強樹脂與玻璃纖維之間的結(jié)合力，如果將對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化的處理放在矽烷處理之后是毫無意義的，而且矽烷處理后玻璃纖維表面被涂上的皮層會阻擋對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化處理進行。而較為方便可靠的處理方式就是將“對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化”處理步驟放在即將進行逾烷偶合處理之前，因為這時玻璃纖維已經(jīng)被織成布狀，不需耗費大量的成本和精力就可以完成“對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化”處理。還可以將“對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化”處理步驟放在拉制出玻璃纖維之后、漿紗處理步驟之前之間的任意一位置，這在原理上和作用上都是可行的。漿紗是把重新匯集排列過的經(jīng)紗，做一次上漿的處理(Sizing)稱為“漿經(jīng)”，目的就是為了增加潤滑及減少磨損。如果將對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化的處理放在漿紗之后、褪漿之前是毫無意義的，漿紗后玻璃纖維表面被涂上的皮層會阻擋對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化處理的進行?！皩ΣＡЮw維表面進行咬蝕粗化”處理步驟放在漿紗處理步驟之前不好之處在于這時玻璃纖維還沒有被織成布狀，這時的玻璃纖維仍是單條的，需耗費大量的人力和成本逐條地或者小批地進行“對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化”處理，這種操作變得較不方便。但也存在好處，因為是逐條的或者小批地進行咬蝕粗化處理，處理的效果會非常的好及均勻性極佳，而織成布狀的玻璃纖維因為存在縱橫交迭位以及纖維絲之間的堆迭效應(yīng)，堆迭較厚、位置比較靠里的纖維絲的咬蝕粗化效果會比較差，而處于外側(cè)的則比較好。所以，如果要從處理效果這個角度看的話，在拉制出玻璃纖維之后、漿紗處理步驟之前之間的任意一位置進行“對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化”處理是比較好的選擇。比較方便的做法是可以在剛拉出玻璃纖維絲后，在玻璃纖維絲所經(jīng)過的路徑上立即進行“對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化”處理，但 是完成了咬蝕處理后的玻璃纖維其機械強度會下降，在后續(xù)處理過程中會比較容易斷裂。處理子流程一在對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化的處理過程中最少包含如下的子步驟咬蝕一清洗一烘干。如圖3中所示，具體處理步驟說明如下步驟500:咬蝕。氫氟酸能夠溶解很多其他酸都不能溶解的玻璃(二氧化硅)，生成氣態(tài)的四氟化硅，在咬蝕的子步驟中，存在反應(yīng)方程式如下SiO2 (s)+4HF(氣態(tài))一SiF4(氣態(tài))+2H20(液態(tài))。如采用酸性物質(zhì)咬蝕玻璃纖維，在咬蝕的子步驟中，存在反應(yīng)方程式如下Na20+2HCl — 2NC1+H20, B203+6HC1 — 2BC13+3H20，所生成的物質(zhì)均是可溶的。步驟600 :清洗。被氣態(tài)含氟物質(zhì)咬蝕后的玻璃纖維表面，會殘存含氟物質(zhì)，需進行清洗處理在清洗過程中，這些殘存物質(zhì)就會被清洗到清洗液中，同時，殘留的含氟物質(zhì)(如氣體的氟化氫)也會被吸收到清洗液中，從而避免污染環(huán)境。這種清洗可以采用具有堿性的物質(zhì)，它可以是包含鈉、鉀或者鈣的成份在內(nèi)的物質(zhì)，如碳酸鈉、碳酸氫納、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀等物質(zhì)或者它們的混和物，清洗完后，還需采用清水進行清洗，以洗去多余的清洗液。如采用酸性物質(zhì)咬蝕玻璃纖維，玻璃纖維浸泡在溶液中，會帶有溶液的成份，必須清洗干凈才能進入下一個工序。清洗時只采用水即可以了。步驟700 :烘干。清洗之后進行烘干處理，完成烘干后，就可以進入到下一個處理步驟。烘干子步驟的好處是，可以使得玻璃纖維進入下一工序前，變得潔凈，且在進行下一工序前可以長時間放置。處理子流程二 ；在對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化的處理過程中最少包含如下的子步驟咬蝕一清洗。如圖4中所示，具體處理步驟說明如下步驟500 :咬蝕。氫氟酸能夠溶解很多其他酸都不能溶解的玻璃(二氧化硅)，生成氣態(tài)的四氟化硅，在咬蝕的子步驟中，存在反應(yīng)方程式如下=SiO2 (固態(tài))+4HF(氣態(tài))一SiF4(氣態(tài))+2H20(液態(tài))。如采用酸性物質(zhì)咬蝕玻璃纖維，在咬蝕的子步驟中，存在反應(yīng)方程式如下Na20+2HCl — 2NC1+H20, B203+6HC1 — 2BC13+3H20，所生成的物質(zhì)均是可溶的。步驟600:清洗。被氣態(tài)含氟物質(zhì)咬蝕后的玻璃纖維表面，會殘存含氟物質(zhì)，需進行清洗處理，在清洗過程中，這些殘存物質(zhì)就會被清洗到清洗液中，同時，殘留的含氟物質(zhì)(如氣體的氟化氫)也會被吸收到清洗液中，從而避免污染環(huán)境。這種清洗可以采用具有堿性的物質(zhì)，它可以是包含鈉、鉀或者鈣的成份在內(nèi)的物質(zhì)，如碳酸鈉、碳酸氫納、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸氫鉀等物質(zhì)或者它們的混和物，清洗完后，還需采用清水進行清洗，以洗去多余的清洗液。如采用酸性物質(zhì)咬蝕玻璃纖維，玻璃纖維浸泡在溶液中，會帶有溶液的成份，必須清洗干凈才能進入下一個工序。清洗時采用水即可以了。對于連續(xù)生產(chǎn)的生產(chǎn)線，下一工序是矽烷處理，如果是連續(xù)生產(chǎn)過程，實際上無需進行烘干即可，這樣可以節(jié)省能源及減少處步驟。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護范圍。
權(quán)利要求
1.ー種表面粗化的玻璃纖維制造技術(shù)，其特征在于，對應(yīng)用于電子產(chǎn)品中的印制線路板以及IC封裝載板等電子元器件中必須的半固化片和覆銅板等原材料，在制備這些原材料之前，將構(gòu)成這些原材料的主要物質(zhì)之一玻璃纖維，采用化學(xué)侵蝕的方法將玻璃纖維的表面咬蝕粗糙，以提高玻璃纖維與樹脂之間的結(jié)合力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種表面粗化的玻璃纖維制造技術(shù)中的采用化學(xué)侵蝕的方法將玻璃纖維的表面咬蝕粗糙，其特征在于，采用最少含有氟的化學(xué)藥品對玻璃纖維表面進行咬蝕，從而使得原來較光滑的玻璃纖維表面變得粗糙。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的最少含有氟的化學(xué)藥品，其特征在干，咬蝕玻璃纖維所采用的含有氟化學(xué)藥品中最少包含氟化氫的成份。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的最少含有氟的化學(xué)藥品，其特征在干，咬蝕玻璃纖維所采用的含氟化學(xué)藥品為最少ー種處于氣體狀態(tài)的物質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種表面粗化的玻璃纖維制造技術(shù)中的采用化學(xué)侵蝕的方法將玻璃纖維的表面咬蝕粗糙，其特征在于，先對玻璃纖維進行長時間的高溫烘烤，之后采用具有酸性的化學(xué)藥品對玻璃纖維表面進行咬蝕，從而使得原來較光滑的玻璃纖維表面變得粗糙。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用化學(xué)侵蝕的方法將玻璃纖維的表面咬蝕粗糙中的具有酸性的化學(xué)藥品，其特征在于，咬蝕玻璃纖維所采用的具有酸性的化學(xué)藥品中最少包含氯化氫的成份。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用化學(xué)侵蝕的方法將玻璃纖維的表面咬蝕粗糙中的具有酸性的化學(xué)藥品，其特征在于，咬蝕玻璃纖維所采用的具有酸性的化學(xué)藥品中最少包含H2SO4的成份。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種表面粗化的玻璃纖維制造技術(shù)，其特征在于，此技術(shù)最少包含如下的步驟褪漿一玻璃纖維表面進行咬蝕粗化一矽烷偶合處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種表面粗化的玻璃纖維制造技術(shù)，其特征在于，此技術(shù)最少包含如下的步驟褪漿一開纖處理一玻璃纖維表面進行咬蝕粗化一矽烷偶合處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種表面粗化的玻璃纖維制造技術(shù)，其特征在于，在褪漿處理步驟之后、矽烷偶合處理步驟之前對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種表面粗化的玻璃纖維制造技術(shù)，其特征在于，在拉制出玻璃纖維之后、漿紗處理步驟之前對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求8、權(quán)利要求9、權(quán)利要求10和權(quán)利要求11所述的ー種表面粗化的玻璃纖維制造技術(shù)中的制作步驟，其特征在干，在對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化的處理過程中最少包含如下的子步驟咬蝕一清洗一烘干。
13.根據(jù)權(quán)利要求8、權(quán)利要求9、權(quán)利要求10和權(quán)利要求11所述的ー種表面粗化的玻璃纖維制造技術(shù)中的制作步驟，其特征在干，在對玻璃纖維表面進行咬蝕粗化的處理過程中最少包含如下的子步驟咬蝕一清洗。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種氟表面粗化的玻璃纖維制造技術(shù)，其特征在于，采用化學(xué)侵蝕的方法將玻璃纖維表面咬蝕粗糙，咬蝕進玻璃纖維表面的深度控制在占玻璃纖維直徑的I % 20%的范圍之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種如何提高玻璃纖維布與樹脂之間的結(jié)合力的技術(shù)，它采用化學(xué)藥品侵蝕的方法將玻璃纖維表面咬蝕粗糙，從而使得玻璃纖維與樹脂之間的結(jié)合力更佳，大大提高了電子元器件原材料的制造技術(shù)水平。采用這樣的材料制作的印制線路板以及IC封裝載板，可以獲得更好的生產(chǎn)良率及更高的制作能力，滿足電子工業(yè)高速的發(fā)展需求。
文檔編號C03C15/00GK102775071SQ20111012013
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月9日
發(fā)明者代芳, 劉香蘭, 劉香利, 戴成 申請人:代芳