氫氧化鋁廠家-新鄉(xiāng)錦盛介紹氫氧化鋁行業(yè)知識(shí)：氫氧化鋁產(chǎn)品造成覆銅板開裂原因
氫氧化鋁（Al(OH)?）在覆銅板（CCL）中作為無(wú)機(jī)填料被廣泛應(yīng)用，主要因?yàn)樗芴峁﹥?yōu)異的阻燃性（通過(guò)吸熱分解和釋放水蒸氣）、改善導(dǎo)熱性、調(diào)整熱膨脹系數(shù)（CTE）以及降低成本。然而，在某些情況下，氫氧化鋁確實(shí)可能導(dǎo)致覆銅板在后續(xù)加工（如組裝焊接）或使用過(guò)程中發(fā)生爆板（層間分離、起泡）或開裂的問(wèn)題。主要原因如下：
分解產(chǎn)生水蒸氣（核心原因）：
氫氧化鋁在加熱到約 200°C 以上時(shí)會(huì)發(fā)生熱分解反應(yīng)：
2Al(OH)? → Al?O? + 3H?O這個(gè)反應(yīng)會(huì)釋放出大量的水蒸氣（H?O）。
問(wèn)題所在： 覆銅板在制造過(guò)程中的層壓固化階段，以及后續(xù)客戶進(jìn)行組裝時(shí)的焊接（特別是無(wú)鉛焊接，峰值溫度可達(dá) 260°C 甚至更高）或返修過(guò)程中，如果溫度超過(guò)了氫氧化鋁的分解起始溫度，它就會(huì)在覆銅板內(nèi)部產(chǎn)生水蒸氣。
壓力積聚： 這些水蒸氣在樹脂基體內(nèi)部產(chǎn)生。如果覆銅板的結(jié)構(gòu)致密（樹脂交聯(lián)度高、玻璃布或填料填充緊密），或者水蒸氣的產(chǎn)生速度過(guò)快、量過(guò)大，氣體無(wú)法及時(shí)通過(guò)樹脂基體的微孔或界面通道逸出，就會(huì)在局部區(qū)域積聚形成高壓氣泡。
爆板/開裂： 當(dāng)內(nèi)部氣壓超過(guò)了樹脂基體或樹脂與銅箔/玻璃布界面的粘結(jié)強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致層間分離（爆板、起泡），或者在應(yīng)力集中處引發(fā)微裂紋甚至宏觀開裂。
水分吸附與殘留：
氫氧化鋁顆粒表面通常含有羥基（-OH），具有一定的親水性和吸濕性。
在儲(chǔ)存、運(yùn)輸或?qū)訅呵暗念A(yù)加工過(guò)程中，如果環(huán)境濕度控制不當(dāng)，氫氧化鋁填料可能吸附環(huán)境中的水分。
層壓前的預(yù)烘烤如果不夠充分或均勻，未能完全去除這些吸附水和填料本身可能含有的微量結(jié)晶水，那么在層壓高溫下，這些水分會(huì)迅速汽化，同樣產(chǎn)生大量蒸汽，導(dǎo)致上述的壓力積聚問(wèn)題。
與樹脂體系的相容性和分散性問(wèn)題：
界面結(jié)合弱： 氫氧化鋁是無(wú)機(jī)物，與有機(jī)樹脂（環(huán)氧、酚醛等）的相容性較差。如果表面處理（如硅烷偶聯(lián)劑改性）不當(dāng)或效果不佳，填料與樹脂的界面結(jié)合力會(huì)較弱。
應(yīng)力集中點(diǎn)： 填料顆粒聚集、分散不均勻或顆粒過(guò)大時(shí)，會(huì)在顆粒周圍形成應(yīng)力集中區(qū)域。
協(xié)同作用： 當(dāng)內(nèi)部產(chǎn)生蒸汽壓力時(shí)，較弱的界面結(jié)合和應(yīng)力集中點(diǎn)會(huì)更容易成為失效的起點(diǎn)，加劇爆板和開裂的風(fēng)險(xiǎn)。蒸汽壓力可能優(yōu)先在填料/樹脂界面處聚集并導(dǎo)致脫粘。
影響樹脂固化/交聯(lián)：
氫氧化鋁表面的羥基可能參與或干擾樹脂的固化反應(yīng)。如果處理不當(dāng)，可能導(dǎo)致局部區(qū)域樹脂固化不完全或交聯(lián)密度降低，使得該區(qū)域的機(jī)械強(qiáng)度（如內(nèi)聚強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度）和耐熱性下降，更容易在熱應(yīng)力和蒸汽壓力作用下失效。
增加體系粘度與阻礙氣體排出：
大量填料的加入會(huì)顯著提高樹脂膠液的粘度。
在高粘度體系中，層壓過(guò)程中樹脂流動(dòng)、浸潤(rùn)和排氣（包括小分子揮發(fā)物）會(huì)更加困難。如果工藝參數(shù)（溫度、壓力、時(shí)間、升溫速率）設(shè)置不合理，可能導(dǎo)致前期吸附的水分或低沸點(diǎn)揮發(fā)物在樹脂凝膠化之前未能有效排出。后期升溫時(shí)，這些殘留物氣化膨脹，而樹脂體系已經(jīng)固化變硬，氣體更難逸出，導(dǎo)致內(nèi)部缺陷。
如何避免或緩解氫氧化鋁導(dǎo)致的爆板開裂？
嚴(yán)格干燥處理：
對(duì)氫氧化鋁填料進(jìn)行充分干燥（如高溫烘烤），去除吸附水和部分結(jié)晶水。
嚴(yán)格控制儲(chǔ)存和生產(chǎn)環(huán)境的濕度。
層壓前對(duì)半固化片（Prepreg）進(jìn)行充分的預(yù)烘烤。
優(yōu)化填料選擇與處理：
粒徑與分布： 選用粒徑更細(xì)、分布更均勻的氫氧化鋁，有助于改善分散性和界面結(jié)合。
表面改性： 使用合適的硅烷偶聯(lián)劑等對(duì)氫氧化鋁進(jìn)行表面處理，增強(qiáng)其與樹脂的相容性和界面結(jié)合力，減少水分吸附。
添加量控制： 在滿足阻燃等性能要求的前提下，優(yōu)化填料的添加量，避免過(guò)高填充帶來(lái)的負(fù)面影響。
優(yōu)化樹脂體系和配方：
選擇與填料相容性更好的樹脂體系。
優(yōu)化固化劑、促進(jìn)劑和其他助劑的配比，確保樹脂充分固化。
考慮添加少量其他類型填料進(jìn)行協(xié)同或改善加工性。
優(yōu)化層壓工藝：
控制升溫速率： 在接近和超過(guò)氫氧化鋁分解溫度（~200°C）的階段，采用更緩慢的升溫速率，讓已產(chǎn)生的少量氣體有足夠時(shí)間在樹脂未完全固化前排出。
施加足夠壓力： 在整個(gè)層壓過(guò)程中，特別是在樹脂熔融流動(dòng)和固化初期，保持足夠且均勻的壓力，有助于排出氣體、促進(jìn)樹脂流動(dòng)浸潤(rùn)、壓實(shí)結(jié)構(gòu)。
充分的固化時(shí)間與溫度： 確保樹脂在目標(biāo)溫度下獲得充分固化。
嚴(yán)格的過(guò)程控制與檢驗(yàn)：
監(jiān)控原材料（尤其是填料）的含水率。
嚴(yán)格控制預(yù)烘烤、層壓等關(guān)鍵工藝參數(shù)。
對(duì)成品進(jìn)行嚴(yán)格的熱應(yīng)力測(cè)試（如浸焊測(cè)試、TMA、TGA-MS等）以評(píng)估其抗爆板能力。
總結(jié)：
氫氧化鋁導(dǎo)致覆銅板爆板開裂的核心機(jī)制是其高溫分解產(chǎn)生的水蒸氣在板內(nèi)積聚形成高壓。水分吸附殘留、填料與樹脂相容性/分散性問(wèn)題、界面結(jié)合弱、對(duì)固化影響以及工藝不當(dāng)阻礙氣體排出等因素共同加劇了這一風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)嚴(yán)格干燥原材料（尤其是填料）、優(yōu)化填料選擇與表面處理、控制添加量、改進(jìn)樹脂配方以及精心設(shè)計(jì)和控制層壓工藝（特別是升溫速率和壓力），可以有效地將風(fēng)險(xiǎn)降低，在利用氫氧化鋁優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)避免其帶來(lái)的失效問(wèn)題。
