四功能环氧树脂

四功能環氧樹脂
一、橡樹電子産品說明
“橡樹電子材料科技公司”於四月廿七日在桃圍世貿帝國聯誼社舉辦産品說明會，介紹新商品“FR-402”—系于傳統雙功能（Difunctional）環氧樹脂中混有少量四功能（Tetrafunctional）環氧樹脂，以改善基材板或膠片的數種性質，使電路板具有更好的耐熱性與耐化性，以降低高溫後板材尺寸的變化，適應密墊SMT或其他多次焊接的組裝，並在品質及性能（Performance）上有所提升。

此次之大型産品說明會，橡樹電子請到美國總公司Allied Signal Laminate System的技術與市場工程師Dave Coppen，主講“混有四功能環氧樹脂”板材的優點與應用，同時也藉其曾在PCB 業任職六年的實物經驗與豐富教材的配合下，介紹電路板制程中一些關鍵事項，令到會的五十餘人頗有收穫。

事實上一般“四功能”商品的基材板或膠片，其樹脂並非純“四功能”，仍以雙功能環氧樹脂爲主（占90％），只是另行加入10％（重量比）的“四功能”，故仍屬FR-4。

其目的一者希望仍與PCB業者既有的制程條件及設備能夠匹配，並在不增加PCB業者任何額外負擔下有機會進入市場。

再者是基板商對樹脂在成本上的小幅膨脹全數自行吸收，仍以“雙功能”板材的相同價格出售（事實上純四功能樹脂的價格已貴了約4～5倍），讓PCB業者更有意願改用性能較好的板材。

二、四功能的效用、原理及適應
混有四功能環氧樹脂的板材，國外甚多業者爲達某些效果而使用後，發現此結構更爲堅強的樹脂，確可爲産品及制程帶來若干明顯的好處；當然現有雙功能PCB量産的制程條件，亦需做部分的調整，以維持應有的良品率。

現分述於後：
1.---以橡樹商品ED-130（純雙功能，Tg130℃）與FR-402（加有10％四功能，Tg140
℃）二者做比較，後者在“玻璃態轉換溫度”上已增加了10℃，因而可使板材在熱迴圈（Thermal Cycling or Thermal Shock），及熱應力（Thermal Stress）方面得到改善，有利電路板在下游的多次焊接。

2.---通常雙面板的液態感光緣漆在7KW強烈UV感光過程中，其光能會穿
透雙功能樹脂而到達板子背面，造成背面的緣漆也同時接受到少許能量，而産生意外的感光效果。

致使背面緣漆再次正式進行曝光頭像中，會出現解像品質上的問題。

簡單的解決方法，是
在正統雙面板的8張7628膠片中，將其最外兩張換成四功能者，即可達到UV阻絕的效果。

3.加強螢光效應使雷射式AOI效果更好---目前業界所使用的“自動光學檢驗”（AOI）有CCD及
Laser兩種；前者主要是利用鹵素燈普通光線，針對板面的金屬銅面（指未黑氧化者），利用其反光效果，對所有銅材部分的品質（如斷短路或缺陷等）進行判讀，可用在黑化前的內層板或緣漆前的外層板。

後者“雷射光AOI”主要是針對板面的基材部分，利用對基材（或銅面）反射後所産生（Fluorescence）在強弱上的不同，而加以判讀。

早期的Laser AOI（如Optrotech公司的206）對“雙功能”所産生的熒光不是很強，常需加入少許“熒光劑”以增強其效果，減少錯誤的警訊（Fause Alarm）。

尤當基材薄于6 mil時，雷射光常會穿透板材到達板子對面的銅線帶來誤判。

而混合“四功能”之板材其本身即帶有淡黃色＇已具增強熒光的效果，排除熒光劑而可能帶來其他不良後果。

不過新開發的Laser AOI（如Optrotech與Orbot合併後所推出的309），已改善了對雙功能熒光不足的問題。

此爲四功能與雙功能環氧樹脂之聚合結構對比情形，上圖中以菱形表示“四功能”單體，以黑點表示架橋Dicy所形成部分立體空間架構之示意圖。

下圖以圓圈形表示“雙功能”之線性鏈狀結構。

二者在耐熱性及耐化性稍有不同。

此為四功能與雙功能環氧樹脂之聚合結構對比情形，上圖中以菱形表示“四功能”單體，以黑點表示架橋Dicy所形成部分立體空間架構之示意圖。

下圖以圓圈形表示“雙功能”之線性鍵狀結構。

二者在耐熱性及耐化性稍有不同。

4.業者的適應---混有四功能的FR-4板材，其PCB産品無須另外製作樣板申請特別的UL檔案，
只需以一封正式信函通知UL，在原檔中加列一項板材即可。

國內大哥大與通信方面的PCB業
者，在四功能板材的使用已有數年經驗，但PC主機板與周邊資訊産品方面，對四功能的要求尚不多見。

新板材在廣用前，對於現有的鑽小孔（16 mil以下）與PTH中除膠渣（Desmear）等之量産條件，還須進一步切磋試做與逐漸成熟，方可在量産中擁有更好的良品率。