(3)吸水率测试。

按照GJB1651-1993进行测试，试样尺寸为60 mm×80 mm，最终测试数据为在相同条件下三个试样的测试平均值。

(4)树脂流动度测试。

依据IPC-TM-650 2.3.17D半固化片的树脂流动百分度的测试方法，试样尺寸为4块100 mm×100 mm半固化片，测试条件为171℃，1.4 MPa。

2 结果与讨论

2.1 填料配比

该粘结膜是由陶瓷粉填充的热固性树脂基半固化片，其组分中陶瓷粉的种类和含量影响着最终半固化片的树脂流动度。图1为不同陶瓷粉配比的半固化片的介电常数及树脂流动度。由图1可以看出，随着球型陶瓷粉和角型陶瓷粉配比的变化，半固化片的树脂流动度也相应的发生变化。当陶瓷粉配比中球型陶瓷粉占比多时，最终半固化片的树脂流动度偏大，相应的角型陶瓷粉占比多时，树脂流动度偏小。这主要原因是，当球型陶瓷粉堆砌在一起时，陶瓷粉之间接触面相对光滑，较为规整的结构使其在受到外力作用时更易从树脂基体上滑落，因此发生滑移的摩擦阻力相对更小、滑移更为容易，导致最终半固化片的树脂流动度更大[10-11]。相反，平均粒径相当的角型陶瓷粉之间的比表面积更大，吸油量大，发生滑移的摩擦阻力更大，发生滑移相对更加困难，导致最终半固化片的树脂流动度更小。

图1 不同陶瓷粉配比的半固化片介电常数及树脂流动度

图2是不同类型陶瓷粉相互堆砌示意图。

图2 球型和角型陶瓷粉相互堆砌示意图堆砌方式：a—球型；b—球、角型；c—角型

另外，除了不同种类填料的配比，陶瓷粉填料的粒径及其分布也会对半固化片的树脂流动度产生影响。根据以上结论，在整体调整半固化片参数指标时，可以通过调整陶瓷粉的组分和配比，在半固化片介电常数不发生大的波动的同时，优化调整半固化片的树脂流动性，来满足后续的使用要求。

2.2 界面改性

(1)界面改性原理。

填料颗粒在树脂基中的分散情况以及填料与树脂基间的粘结性的好坏都会对复合材料的最终性能产生影响[12]，因此通过对玻纤布以及陶瓷粉填料的改性，改善树脂与玻纤布、树脂与填料之间的界面，可以影响半固化片的树脂流动度和介电性能。图3为采用未改性与改性的陶瓷粉填料制得试样的断面SEM图。从图3断面照片可以看出，采用未改性陶瓷粉的试样中，陶瓷粉有轻微的团聚现象，树脂并未紧密包裹在陶瓷粉的周围，两者之间的界面清晰，结合不好。而采用改性后陶瓷粉的试样中，陶瓷粉与树脂之间界面模糊，结合紧密。主要原因在于增强材料与有机树脂性质差异较大，固液润湿性差，在界面上容易产生孔隙，导致结合性差，严重影响介电性能(如介质损耗、吸水率等)。采用硅烷偶联剂进行改性，经过偶联剂的水解和化学键联，在陶瓷粉和树脂、玻纤布和树脂之间形成分子桥，能够有效提高界面强度，改善介电性能指标。各相关生产厂商往往重视对陶瓷粉填料的改性，而对玻纤布的改性过程重视程度不够，导致最终制得的产品介电性能仍有待提高。图4为硅烷偶联剂改性玻纤布过程原理示意图。

图3 未改性与改性陶瓷粉制得复合材料试样断面SEM图a—未改性陶瓷粉；b—改性陶瓷粉

图4 硅烷偶联剂改性玻纤布过程原理示意图

(2)偶联剂的影响。

由于偶联剂改善了树脂与玻纤布之间的界面，增大了两者之间的结合力，最终也影响了半固化片的树脂流动度。实验结果证实，当玻纤布未改性时，制得的半固化片树脂流动度为9.2%，板材吸水率为0.15%。而通过硅烷偶联剂改性玻纤布后制得的半固化片树脂流动度为5.6%，板材吸水率为0.06%。

这是由于玻纤布的主要成分含有SiO2，其表面富含羟基，具有较强的极性和亲水性。而有机树脂的极性较弱，呈现很强的疏水性，两者是极性不同的物质，界面结合性不好。若润湿性不好，会在界面上产生孔隙，而且玻纤布中含有的少量碱金属及其氧化物也会吸湿，不仅降低了树脂与玻纤布之间的结合强度，也降低了产品的介电性能，造成基板高介质损耗和高吸水性。因此经过硅烷偶联剂将无机材料表面做有机基团的改性后，使硅烷偶联剂中的有机基团与无机颗粒表面以化学键的形式连接起来，将有机基团接枝于无机材料表面，搭起无机物质和有机物之间相互连接的桥梁，减弱树脂与玻纤布之间的界面效应，阻止水份沿界面入侵，改善了有机物与无机物之间的粘结性，提高界面的结合强度，使得半固化片树脂流动度降低，基板吸水率也减小，满足材料在低传输损失性等方面的客观使用要求。

文章来源：《热固性树脂》 网址: http://www.rgxsz.cn/qikandaodu/2021/0707/492.html

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