我國覆銅板用玻纖布生產技術發展

    我國玻璃纖維工業誕生于20世紀50年代末期,60年代初才逐步完善,形成工業體系。初全部照搬前蘇聯玻璃纖維生產工藝技術,采用石蠟乳劑浸潤劑,生產無堿玻璃纖維,用于玻璃纖維增強塑料(我國俗稱玻璃鋼),主要產品是電絕緣用層壓布,為軍工配套服務。直到60年代中期,才逐步轉向民用。由于無堿玻璃纖維吸濕率高、且與樹脂結合后制成的復合材料,具有很高的拉伸強度。這些優異的特性,使無堿玻璃纖維布逐步取代了大量的棉麻、絲綢織物及絕緣紙等一系列材料,發展成為絕緣材料中必不可少的基礎材料。  
    一、誕生、成長階段
    我國電絕緣材料的傳統大宗產品是各種厚度的層壓板,而玻纖布基覆銅板是隨著科技進步,根據市場需求研制出來的層壓板中的新秀,目前已廣泛應用于收音機、電視機、計算機、通訊設備及儀器儀表等電子產品。
    我國早的覆銅板采用電絕緣層壓板和銅箔復合制成的。國產覆銅板用玻纖布誕生于80年代初期,而成長于80年代始末。1978年,覆銅板的年產量只有1500噸,但到1984年躍升到5000~5500噸,提高了2.3~2.6倍,總共耗用各種規格的玻纖布3000~3400噸,其中除1500噸為進口玻纖布外,其余1500~1900噸全部為國產玻纖布。
    企業初期生產覆銅板用玻纖布所用的經、緯紗,都是采用坩堝法(亦稱球法)控制成型,拉絲浸潤劑均為石蠟乳劑,主要組分為油、蠟類物質。經、緯紗均在捻線機上加捻,捻度為80~120捻/米。經過加捻及并股的經紗在整經機上制成規定長度的盤頭,再在有梭織機上織造成布,經檢驗合格后,進行脫蠟處理,即包裝入庫,匹長為100~150米。 
    值得一提的是,當年四川玻纖廠供給704廠的批玻纖布是未經脫蠟處理的,后來發現704廠將布買去后,自行采用燜燒法脫蠟處理,再在浸膠加工時在樹脂中加入1%的偶聯劑(此法稱為遷移法),但在浸膠壓制覆銅板時,真正黏附到玻纖布表面的偶聯劑,卻微乎其微。于是兩家企業聯手,四川玻纖廠對704廠提供的燜燒爐圖紙進行改進擴容,建了一座大型燜燒爐,玻纖布在燜燒爐中密封燜燒脫蠟后,再在表面處理機組上浸漬硅烷偶聯劑。技改后比原有工藝大為提高。但這種玻纖布存在對布面與樹脂的粘結妨礙大,經、緯紗捻度偏高,布面在上膠過程中易產生許多微疙瘩,利用率偏低等弊端。
     二、提高、發展階段
    90年代初,隨著覆銅板工業對電子布日益增漲的需要,我國玻纖工業次全套從日本引進了一條電子級玻璃纖維生產線,于1990年6月建成投產,目前,生產能力已達年產量8500噸,年產電子級玻纖布達到1800萬米。
    進入90年代中期,我國電子級玻璃纖維工業蓬勃發展,一座座規模宏大、技術先進的新廠相繼建成投產。
    1997年,上海博舍工業有限公司與華原紡織集團有限公司合作,在上海青浦紡織工業城,興建了一座電子級玻璃纖維織布工廠。該廠現擁有日本津田駒噴氣織機近300臺,布匹卷裝量為2500~3000米,年生產能力達到6000萬米水平。
    香港建滔化工集團在深圳龍華工業區興建了一座7628電子布織造工廠,現擁有日本津田駒噴氣織機528臺,年產7628電子布達到7800萬~9000萬米。
    由臺灣宏仁企業集團、上海聯和投資有限公司及新泰新技術公司共同集資興建的上海宏和電子材料有限公司織布工廠,擁有噴氣織機400多臺,年產7628電子布達到7800萬米。
    2002年2月,重慶國際復合材料有限公司一條年產2萬噸級無堿玻璃纖維池窯拉絲生產線順利點火,實際生產能力已達到年產2.5萬噸水平,其中G―75電子紗達到年產1萬噸水平。
    2002年5月,四川玻纖有限責任公司年產2000萬平方米覆銅板基布工程竣工投產。該公司與重慶國際復合材料有限公司聯手合作,利用重慶的G―75電子紗,織造7628電子布,共創國產電子布名牌。
    1.先進生產工藝技術
    目前,我國電子布生產廠家的噴氣織造速度已經達到600~750轉/分,能夠確保生產出張力均勻、布面平整、無斷頭、無毛羽的高質量玻纖胚布。胚布的卷裝長度已達2000米/卷,高可達4000米/卷。
    胚布經、緯紗上涂覆紡織需要的浸潤劑和漿料。這些有機物的存在,會妨礙玻纖布與樹脂的粘結,因此,還需要進行表面處理。玻纖布的表面處理包括熱處理和表面化學處理兩個部分。胚布先通過連續熱處理機組和分批熱處理爐,清除布表面的全部有機物(俗稱為熱清洗),然后再在表面化學處理機組上浸漬硅烷偶聯劑,后烘干卷成2000~4000米/卷的布卷,包裝入庫。
    2.玻纖布優異的品質特征
    (1)玻纖布原絲在控制成型時,采用的是淀粉型浸潤劑,同時又采用了單絲涂油器,使每根單絲表面都均勻地形成了薄薄的保護膜。經紗在整經工序中又經過了漿紗處理,表面形成了一層堅韌的漿膜,使之經緯紗在高速噴氣織造中,不致因機械摩擦而產生毛羽??椩焱戤叺呐卟?,經過熱―化學處理時,再浸漬硅烷偶聯劑。偶聯劑分子兩端含有性質不同的反應官能團。一端官能團能與玻纖布表面很好地粘結,另一端官能團則能與樹脂很好地粘結。這樣,通過偶聯劑的化學物理作用,能把玻纖布與樹脂這兩類性質不同的材料“偶聯”起來,從而保證了覆銅板的物化性能。
    (2)玻纖布原絲質量好,其內不勻率為0.4482%,經、緯紗的密度為42×32根/25mm。玻纖布的單位面積質量和公差:一類為205±6g/m2,二類為205±4g/m2。經、緯向拉伸斷裂強力:經向≥294N/25mm,緯向≥250N/25mm,布的外觀疵點平均每百米不大于7.5個主要疵點。值得提出的是,布的單位面積偏差率可達到±1.80%,超過日本JIS工業標準,達到美國IPC標準二類質量水平,即國際先進水平。
    (3)玻纖布采用單向單股低捻紗,捻度只有28~40捻/米,無接頭,紗質均勻度高,樹脂很容易浸透,所以板材層間粘結很牢固,不會產生微機分層現象,可確保板材在剪切加工時不開裂。
    (4)玻纖布在整經工序中采用先進的分批整經工藝,全部整紗均勻地分批卷繞到經軸上,然后并軸,再浸漬漿液,經噴氣織造成的布面平整挺括,無毛羽,可保證覆銅板生產廠家在布面上膠時,不會產生膠粒等外觀疵點,從而使印制電路板生產廠家生產的印制電路板不產生翹曲現象。
    (5)玻纖布的幅寬有1270mm,故上膠壓制再裁邊,完全可保證覆銅板生產廠家制造多規格板材的需要。另外,玻纖布的卷裝量為2000米/卷,高可達4000米/卷,故可大大提高覆銅板生產廠家的生產效率,同時還可減少覆銅板生產廠家因玻纖布的卷裝量小,而多次接頭造成的浪費,從而大大提高經濟效益。