随着人类文明发展及科学技术的进步,越来越多的电子产品被用于社会的各个领域,而国外电子工业向我国的战略转移以及国内通信与电子产业的迅猛发展,使得半导体行业及环氧覆铜板[1]行业正处于黄金发展时期,同时也将带动其附带产业链的迅速发展。在制造印刷电路板、陶瓷电子部件、热固性树脂制品、装饰板等时,离型膜又叫脱模膜往往在工序中被夹入金属板之间,或树脂之间来使用,以避免金属板之间或树脂之间的粘结,而这些工艺都需要在一定的高温条件下完成。

通常意义上的离型膜是指用于以下用途的膜:在该膜上涂布各种粘合材料、涂料等并使之固化,由此在该膜上形成涂膜,然后将该层涂膜剥离而能够使用。一直以来,用于电子产品制作过程中的离型膜是特氟隆(FEP)等的氟树脂膜[2]、聚(4-甲基戊烯-1)膜、以及在双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)表面上涂布了硅系材料的膜[3]等。其中,作为表层使用氟树脂的膜由于具有极低的表面能,因此具有极低的粘合性,脱模性最优异。而且氟离型树脂具有很高的耐热性、不变形及低吸湿性,非常适宜于通过高温加压成形来制造膜或薄片状的层合物,但价格昂贵。PET或者其它基材涂布硅油的产品则易产生硅油的残留,导致后期的使用出现不稳定,废品率高。

目前我国国内的通信与电子产业正在迅猛发展,半导体及环氧覆铜板等相关行业正处于发展的黄金时期,对耐高温复合型离型膜的需求日益增大,同时,国内生产氟树脂离型膜的技术不成熟,大部分依赖于国外进口而且原料昂贵,存在氟树脂离型膜成本高的问题,使氟树脂离型膜在电子产品的制造过程中不能被普及推广,因此离型膜的降低成本技术研究和国产化大规模生产迫在眉睫。

耐高温复合型离型膜材作为高温离型材料中的一种,具有优良的离型稳定性,离型层不残留,可长期耐高温,高温尺寸稳定,外观无瑕且具有低的成本,除离型树脂配方的选择外,其在成型过程中良好稳定的加工性是保障,根据最终百富策略白菜网和特性可以采用各种热塑性复合加工的工艺,如熔融共挤、淋膜、复合等,都能得到性能优异的产品。高温复合型离型膜材的加工主要由以下几个方面组成:树脂选择、熔融、复合成型。

复合型离型膜材的结构通常有2种,如下:

结构一:离型膜层/黏胶剂层/耐高温树脂层(复合顺序)

结构二:离型膜层/耐高温树脂层

离型树脂与基材树脂的选择、离型树脂与基材树脂的粘合是关键。其中,离型树脂主要以含氟材料及各种离型可成膜的热塑性树脂组成,基材则以低成本高温热塑性树脂,比如PA46,PET,PEN,PBT,TPE等热塑性树脂材料。而两个基材的粘合则是通过共挤工艺、复合工艺、淋膜工艺来实现。

对于离型树脂材料粘接改性主要通过共混改性、共挤复合、表面处理等手段来实现。根据实际需求进行,进行多样化复合工艺。

采用特定的单螺杆或双螺杆塑料挤出机可以将各层熔融挤出成型。可根据不同的离型树脂和基材树脂,不同的分子量级别、熔体强度、用途等设计专用的螺杆,一般的长径比1:24～1:35,压缩比为1:2.4～1:3.5,具体取决于螺杆的深度。熔体的温度也受挤出机加热元件的位置和功率的影响,为避免熔体过热降解,应注意挤出机的设计。

根据熔体的流动以及塑化情况,必须重点研究挤出机类型、螺纹元件及其组合方式、螺杆转向、长径比、操作工艺条件等与TPEE及其薄膜材料主要性能的关系,利用螺杆组合形成的压力场、剪切及温度场等外界作用,研究改性体系形成均相基体的热力学以及流体动态力学等高分子流变机理,以形成良好的塑化以及原料均匀动态混合,具体需考虑的因素如下阐述。

挤出机的挤出塑化工艺对耐高温型复合型离型膜材的各项性能有较大的影响。离型树脂膜层与基材树脂膜层材料,由于树脂不同,耐温性也不同,结晶度也有非常的差异,由高结晶到非结晶材料,分子链段在高温条件下的运动剧烈程度也不同,二者要复合在一起,且保持好的外观和尺寸稳定度,尤其是在使用时不发生明显的热收缩性,且高分子性能随挤出塑化过程中结晶温度、流延速比、粘度等的不同出现有较大的差异,与之匹配的挤出塑化系统特别是挤出机螺杆与口模模头对薄膜性能影响较大,因此两种树脂在挤出塑化过程中的控制尤为关键.如果设计不合理,挤出过程中会导致物料塑化不完全或者剪切过热等现象,薄膜表面出现小黑点、白色硬块、焦点等缺陷,更严重的话,会引起薄膜在成型过程中的穿孔,妨碍生产正常进行,废品率高等。螺杆设计考虑的主要因素如图1,对螺杆以及口模模头进行合理设计以满足高质量改性TPEE薄膜的稳定生产。

该耐高温型复合型离型膜材可以是各种热塑性复合加工的工艺,如熔融共挤、淋膜、胶水复合等。几层材料做为热塑性塑料,具有热塑性塑料的加工特性,其挤出成膜技术主要有两种方式吹塑成膜和流延成膜,应加工方式的不同,对熔体强度和粘度的要求也不同;胶水复合方式业有多种方式:干式复合,预复合等.具体应进行相应的选择,目前该制品的厚度可以3～200μm。

离型树脂在加工过程中由于其流动性及其离型的特性,通过共挤和淋膜的方式做出的产品,也是一个复合的过程,其粘合牢度也受各种因素的影响,因此在加工工艺及其相应设备的设计和设置都应该将各种不同的改性考虑在内。

在复合薄膜成型过程中,比如流延方式,由于工艺控制的需要,流延辊的速度一般比熔体的流动速度高一些,鉴于两种材料聚合物流动性和结晶性不同,对薄膜制品的剥离牢度、尺寸稳定性,外观平整性等也有一定的影响。挤出吹膜方式则要考虑成膜过程中各种材料的冷却速率和吹胀比,冷却速度过快,则不利于薄膜的强度,冷却速度过慢则易造成膜泡的不稳定。吹胀比过大,薄膜的分子链将出现同样的取向行为,同样也对薄膜制品的性能产生影响。

淋膜方式则要考虑淋膜树脂熔体的流动,结晶冷却速度与基材之间的匹配,基材的展开张力控制;胶水复合方式则是需要考虑以下几点:各层材料在成膜时的熔体及成型控制;胶水的选择和涂布;各基材在贴合时的放卷张力和收卷张力。所以对该复合产品性能的控制要考虑整个复合薄膜各层材料的成型工艺过程避免熔体强度,取向,以及张力控制等影响性能,尤其是尺寸稳定和外观等性能。

复合过程对粘接力、外观、复合膜厚度主要通过以下几个因素的控制和解决方法:复合基材的表面处理、复合辊压力和辊压时间控制、还应注意各温度,时间工艺的控制等等。

薄膜加工过程中,厚薄公差对薄膜的收卷以及后期加工有很大的影响,尤其是超薄薄膜得制备,因在该产品的制作过程中,为降低成本,离型膜层的厚度比其它层要薄很多,在成型加工过程当中,尤其是膜层的生产时,如果整幅薄膜的厚度公差太大,则容易出现破孔,薄膜收卷过程的”爆筋”、“黄斑”等现象,更严重的是薄膜报废等。为此需要对生产过程中的工艺进行准确的控制,如原材料的塑化情况、机头压力稳定性、模头间歇的控制、流延辊速的稳定性、原料的分布状态等进行控制。

收、放卷控制:在薄膜收卷过程中应尽量避免跑边、暴筋的现象的出现。对该项研究内容,我们考虑的是:一方面提高张力的控制精度,适当降低张力大小;另一方面改变现有的收卷方式。避免影响产品的外观和尺寸稳定。

如上分析所述,可以获得塑化完全,外观良好的,环保,厚度为3～200μm,尺寸稳定的薄膜制品。

在复合耐高温离型膜的制备过程尽量采用无溶剂法,这样不仅可以减少了溶剂的污染,也不需要考虑溶剂的昂贵成本支出、回收及设备调整问题,简化了工艺控制;尽量使用可熔融挤出和绿色表面处理剂,减少污染,其离型效果可多次重复使用而不对产品产生影响,达到循环使用的目的;此外,采用的热塑性耐热原料可回收多次重复使用,可从加工和配方原料上实现低成本和环保。

随着全世界电子行业的飞速发展,环氧树脂印刷线路板(PCB)等行业的发展迎来新高峰[5],行业洗牌不可避免。世界电子电路产业无论是PCB、CCL或其他相关的行业,从2003年下半年起都开始有全面的复苏。整个电子电路产业的发展,尤其是在中国大陆的发展,迎来了一个新的高峰。中国在国内需求及国外产业持续转移的推动下,已经逐步形成PCB、CCL生产产值最大的、技术发展最活跃的中心地区中国PCB迎来了新的发展机遇,但新的层面上的竞争将使行业结构优化调整、实现产业升级。根据世界电子电路理事会WECC的统计资料[6]。在环氧树脂印刷线路板(PCB)业,2006年日本产值约为117亿美元,增长4%;韩国产值57亿美元,增长5.7%;中国产值为128亿美元(按1:7.80计算),预计全球产值约450亿～460亿美元,这种良好的增长势头将会延续到2007年。从世界PCB产品结构来看,下一代的电子系统对PCB的要求突出表现在更加高密度化。随着电子整机产品的多功能化、小型化、轻量化的发展,多层板、挠性印制电路板FPC、刚挠结合板、HDI/BUM基板、IC封装基板等品种已成为需求量大的产品。据统计,2008年全球环氧树脂印刷线路板产值的482亿美元中,仅中国就占了31%,达到150亿美元,年增长率9.5%,居全球之首。虽然2009年有所衰退,但是行业人士分析认为,2010年中国环氧树脂印刷线路板等行业将进入全面复苏年从国内市场看,国家政策的扶持加速了环氧树脂印刷线路板行业的振兴。在国际市场需求急剧下降、全球电子信息产业深度调整的形势下,国务院2009年出台电子信息产业调整振兴规划,提出要加快电子元器件产品升级,提高新型印刷电路板等产品的研发生产能力,初步形成完整配套、相互支撑的电子元器件产业体系,进一步提高出口产品竞争力,保持国际市场份额等目标和举措。

随着环氧树脂印刷线路板等行业的进步,促进了电子产品成本的降低,促进了整个产业的发展,环氧树脂等印刷线路板等正逐步向轻薄、高密度化、多层化及绿色的方向发展。因此要求在其生产制造过程中要降低成本并减少污染,而耐高温复合型离型膜的使用,替代传统脱模剂,具有更好的脱模性,省略了频繁清洗被污染的模具的工序,同时更好地防止了脱模剂等在高温热压下对环境的污染,降低了使用成本,因此耐高温复合型离型膜作为环氧树脂等热固性印刷电路板产业的必要相关产业,其市场趋势、市场需求将随着环氧树脂印刷电路板等生产和使用的增加而逐渐增大。从离型树脂薄膜的角度来看,大多数离型树脂在薄膜加工及粘接改性方面的研究很少,并没有同时研究其不粘性及粘接改性方面的先例,也并未充分地发挥其最大的优势,因此耐高温复合型离型膜的研究将有利于市场,扩大其百富策略白菜网范围,增加国内耐高温复合型离型膜市场供应能力,逐渐满足市场的需求,取代国外氟树脂离型膜,降低生产成本及原料成本,这也是新型高端多功能材料的发展趋势。

耐高温复合型离型膜的制备涉及高分子化学、高分子材料加工、精细化工等多种技术领域,是百富策略白菜网于环氧树脂印刷电路板等行业的重要材料,不仅可以百富策略白菜网于环氧树脂电路板、热固性树脂产品的制备、半导体封装用脱模膜,还可以与其他材料复合如钢板、其他塑料薄膜及制品,百富策略白菜网于太阳能电池的外壳保护膜、太阳能背光材料、航空、建筑墙体屋顶、广告、户外运动用品、背包、汽车等各个行业。

耐高温复合型离型膜已经显示出的强大优势和庞大的市场需求,已引起了国内外的高度重视,各国纷纷投入大批资金和人力对此项目的进行研究开发。在这种多头并举、百花齐放的良性竞争下,国外企业对该类产品的技术垄断必将被打破,相应的产品价格也将会大幅降低,也将为我国电子产品制造事业的发展做出重大贡献。