杜 甫（上海宏和電子材料有限公司，上海 201315）

電子級玻璃纖維布開纖方法的研究

杜 甫
（上海宏和電子材料有限公司，上海 201315）

文章提出了一種高效的電子級玻璃纖維布開纖方法，用該方法可獲得更好的開纖效果，使電子級玻璃纖維布薄型化，均勻化，更快的樹脂浸潤性，可滿足高階覆銅板不斷提高的要求。

電子級玻璃纖維布；樹脂浸潤性；開纖方法

1 前言

隨著電子產品向輕、薄、短小方向發(fā)展，電子產品所用的基本材料覆銅箔基板也被要求向高密度化、輕薄多層化及高Tg、無鉛無鹵的方向發(fā)展，這樣對電子級玻璃纖維布的性能提出了更高的要求：薄型化、均勻化、更快的樹脂浸潤性，高尺寸安定性等。

電子級玻纖布行業(yè)發(fā)展到今天，已經沒有完全不開纖的產品了，只不過開纖程度不同，開纖均勻性存在差異而已。目前市場上所使用的電子級玻璃纖維布薄織物（厚度在50 μm以下），普遍開纖效果不理想，經緯紗寬度小或者開纖均勻性不好。電子布的制造過程都是經紗的方向承受高張力，經紗無論采用什么方法開纖，都必須克服巨大的阻力和摩擦力，使得經紗的開纖效果差，這樣的布生產的半固化片表面粗糙度大，平整性不好，無法滿足下游PCB的ALIVH（任意層內導通孔技術）、B2it（埋入凸塊焊點互連技術）等制程的要求，這樣的布制得的基板，樹脂浸潤性差，容易在玻纖單絲間出現空洞，鉆孔加工性不好，耐離子遷移性不佳，無法適應高端覆銅板生產商的要求。筆者曾仔細分析日東紡的電子布，尤其是1078、1067及1037等主流薄布，從開纖所留下的痕跡來看，非常細膩；經緯紗的寬度也非常均勻?，F在對開纖布的要求變成了紗線寬度的均勻性，甚至是更微觀的單絲分布的均勻性。筆者作為一個電子布研發(fā)工程師，對電子布的開纖做了一些研究，希望能給同行業(yè)工一些啟發(fā)。

電子布的技術領域，總體上講無外乎織造技術、后處理技術（包括處理液配方和后處理工藝兩個方向）和開纖技術，一個電子布廠把這三個方向研究透了、做到位了就可以與世界最強的日本布廠相抗衡。宏和的技術源于臺灣南亞，加上十幾年的摸索和創(chuàng)新，已經打下了夯實的織造技術基礎，才使得我們有機會在這個穩(wěn)固的平臺上細細地探索。經研究日本三家布廠（日東紡NITTO BOSEKI CO.LTD，旭絲公司ASAHI SCHWEBEL CO. LTD，尤尼吉可UNITIKA GLASS FIBER CO. LTD）在日本申請的發(fā)明專利情況，截止到2013年12月這三家布廠所擁有的與電子布相關的專利數分別是日東紡81個，旭絲73個，尤尼吉可39個，這些數量眾多的專利闡述最多的還是電子布的后處理和開纖技術，旭絲公司的發(fā)明專利國際化布局意識強，中國大陸、韓國、歐洲、美國都有布局；日東紡技術全面，在電子布的織造、后處理技術、設備開發(fā)、開纖技術、產品結構等方面都有涉獵，而且從1987年開始發(fā)明專利授權數量呈持續(xù)增長態(tài)勢。我們只有腳踏實地，找準方向，從基礎做起，大膽提出新想法，勇于嘗試新方法，向日本布廠的這些工程師前輩們學習，使我國的電子布品質能真正獲得世界級電子終端企業(yè)的認可。

2 目前電子級玻璃纖維布行業(yè)的發(fā)展趨勢和電子級玻璃纖維布開纖方法

（1）論文《超級薄玻璃纖維布的技術開發(fā)》[1]，介紹了高密度印制電路板發(fā)展對電子級玻璃纖維布的薄型化有了更高需求的情況，并介紹了采用“高開纖處理技術”實現了16 μm厚的電子級玻璃纖維布。

（2）論文《國內外電子級玻璃纖維布生產及市場現狀分析》[2]，介紹了全球電子級玻璃纖維布的技術發(fā)展情況及市場現狀分析，重點說明了國內電子級玻璃纖維布的發(fā)展現狀及發(fā)展規(guī)律。

（3）論文《Opening Eyes on Fiber Weave and CAF》[3]，主要探討玻璃纖維布編織成型的網孔尺寸對基板介電常數（Dk）性能和耐離子遷移（CAF）性能的影響，并比較說明新開發(fā)的纖維均勻分布的玻璃纖維布基板的介電常數性能與耐離子遷移性能比傳統(tǒng)均勻性差的基板的介電常數性能與耐離子遷移性能有較大地提升。

（4）日本專利［JP.2003-89967，A］[4]，專利名稱：Fiber Opening Method of Glass Fiber Woven Fabric，該專利提出了一種電子級玻璃纖維布的開纖方法，采用滾筒干燥輪對含有一定水分的電子級玻璃纖維布進行熱壓扁平化開纖處理，形成表面光滑性好的電子級玻璃纖維布，該方法主要針對7628、2116等厚布布種進行開纖。

（5）日本專利［JP.2011-241515，A］[5]，專利名稱： Apparatus and Method for Opening Glass Fiber Woven Fabric,該專利介紹了一種超聲波振蕩開纖設備及開纖方法。

（6）日本專利［JP.2006-052473，A］[6]，利名稱：Glass Cloth and Printed Wiring Board,該專利介紹了采用高壓水流開纖方法和超聲波振蕩開纖方法可提升基板材料的尺寸安定性能。

通過對以上電子布行業(yè)的論文及專利技術的學習，并結合多年在電子布平紋織物結構的研究以及電子布生產的經驗，我公司研發(fā)并提出了一種新的高效的開纖方法，該方法可以在盡可能低的經向張力條件下進行開纖作業(yè)，所獲得的電子布經紗寬度達到最大，而且均勻性更好，對玻纖紗束的破壞作用小，特別適合電子級玻璃纖維薄布尤其是超薄玻璃纖維布的開纖。該開纖方法生產的產品主要用于HDI基板（高密度互連多層板），因此我公司稱之為HDI開纖方法。

3 HDI開纖方法的內容

3.1 開纖方法

將退漿后的電子級玻璃纖維布經過壓力0.49 MPa ～4.9 MPa（5 kg/cm2～ 50 kg/cm2）、孔徑為0.1 mm ～ 0.3 mm、水溫為25 ℃ ～ 85 ℃、振動頻率25 Hz ～ 50 Hz的高壓射流處理，然后經過0.98 MPa ～ 9.8 MPa（10 kg/cm2～100 kg/cm2）加壓輥定型，最后將上述HDI開纖電子級玻璃纖維布經表面處理劑硅烷偶聯(lián)劑的浸漬處理后，獲得HDI開纖電子級玻璃纖維布。

3.2 開纖處理設備示意圖（圖1）

圖1

4 HDI開纖電子布的優(yōu)勢

4.1 HDI開纖電子布與普通開纖產品開纖水平比較

（1）1078布種開纖水平比較（圖2）

（2）1067布種開纖水平比較（圖3）

（3）1037布種開纖水平比較（圖4）

（4）1027布種開纖水平比較（圖5）

4.2 HDI開纖布表面粗糙度與普通開纖布比較（圖6）

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6

采用相同工藝相同樹脂制得的半固化片用顯微鏡測試粗糙度，HDI開纖布明顯好于普通開纖布。

4.3 切片單絲分布圖比較（圖7）

圖7

通過切片實驗分析發(fā)現普通開纖產品緯紗仍有多數處于3層，HDI開纖產品多數為2層；經紗也較普通開纖產品少一層，因此HDI開纖方法對于經緯向單絲的均勻分布起到了較明顯作用。

4.4 經緯紗交織點面積比較（圖8）

圖8

4.5 浸潤性比較（圖9）

圖9

4.6 單張電子布基板微小空洞（Striation）比較

覆銅板廠商采用相同工藝和樹脂體系，HDI開纖電子布出現微小空洞的幾率和數量遠遠小于普通開纖電子布。

5 HDI開纖方法適合的薄布及超級薄布

如圖10示，1000、1015、1017目前處在小批量生產階段，其他布種已量產。

圖10

6 結論

HDI開纖方法采用高壓水流物理開纖法，使電子級玻璃纖維布經緯紗束分散，布面結構變得均勻平整，經緯交織處周圍的空隙變小甚至消失，經緯交織處更松散，玻璃纖維布透氣度降低，樹脂浸潤性提高，玻璃纖維布經緯紗紗線寬度增加，布面厚度降低，厚度方向的均勻性提高，制成的銅箔基板均勻性好，熱膨脹系數差異小，尺寸安定性好，可應用于下游HDI基板材料中。HDI開纖技術性能優(yōu)越，質量穩(wěn)定，通過匹配托持網帶與電子布的速度和張力控制，可將開纖過程中對布面外觀的破壞降到最小，尤其適用于電子級玻璃纖維薄布，對超級薄布種的開纖效果更加明顯。

[1]祝大同. 超級薄玻璃纖維布的技術開發(fā)[J]. 玻璃纖維, 2006,1:27-33.

[2]危良才. 國內外電子級玻璃纖維布生產及市場現狀分析[J]. 覆銅板資訊, 2007,1:26-31.

[3]Russell Dudek. Opening Eyes on Fiber Weave and CAF[J]. PCD&Fab,2009,4:1-7.

[4]Kitao Takahiro. Fiber Opening Method of Glass Fiber Woven Fabric[P]. JP,2003-89967,2003,3:28.

[5]Tomomitsu Naoki. Apparatus and Method for Opening Glass Fiber Woven Fabric[P]. JP, 2011-241515,2011,1:12.

[6]Kimuta Yasuyuki. Glass Cloth and Printed Wiring Board[P]. JP,2006-052473,2006,2:23.

杜甫，技術部研發(fā)處長，主要從事印制電路覆銅板用增強材料電子級玻璃纖維布新產品新技術的開發(fā)。

A Study on electronic glass fabric’s filaments spreading method

DU Fu

This paper provides an efficient method for electronic glass fabric’s filaments spreading for PCB. By this new method, we could make glass fabric become thinner, and realize uniformity and resin-impregnation quickly to meet the requirements of high value-added Laminate.

Electronic Glass Fabric; Resin-Iimpregnation; Way of Open-Filament

TN41

A

1009-0096（2014）08-0009-03