氫氧化鋁廠家-新鄉(xiāng)錦盛介紹氫氧化鋁行業(yè)知識：氫氧化鋁產品造成覆銅板開裂原因
氫氧化鋁（Al(OH)?）在覆銅板（CCL）中作為無機填料被廣泛應用，主要因為它能提供優(yōu)異的阻燃性（通過吸熱分解和釋放水蒸氣）、改善導熱性、調整熱膨脹系數(shù)（CTE）以及降低成本。然而，在某些情況下，氫氧化鋁確實可能導致覆銅板在后續(xù)加工（如組裝焊接）或使用過程中發(fā)生爆板（層間分離、起泡）或開裂的問題。主要原因如下：
分解產生水蒸氣（核心原因）：
氫氧化鋁在加熱到約 200°C 以上時會發(fā)生熱分解反應：
2Al(OH)? → Al?O? + 3H?O這個反應會釋放出大量的水蒸氣（H?O）。
問題所在： 覆銅板在制造過程中的層壓固化階段，以及后續(xù)客戶進行組裝時的焊接（特別是無鉛焊接，峰值溫度可達 260°C 甚至更高）或返修過程中，如果溫度超過了氫氧化鋁的分解起始溫度，它就會在覆銅板內部產生水蒸氣。
壓力積聚： 這些水蒸氣在樹脂基體內部產生。如果覆銅板的結構致密（樹脂交聯(lián)度高、玻璃布或填料填充緊密），或者水蒸氣的產生速度過快、量過大，氣體無法及時通過樹脂基體的微孔或界面通道逸出，就會在局部區(qū)域積聚形成高壓氣泡。
爆板/開裂： 當內部氣壓超過了樹脂基體或樹脂與銅箔/玻璃布界面的粘結強度時，就會導致層間分離（爆板、起泡），或者在應力集中處引發(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。
在儲存、運輸或層壓前的預加工過程中，如果環(huán)境濕度控制不當，氫氧化鋁填料可能吸附環(huán)境中的水分。
層壓前的預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晶水，那么在層壓高溫下，這些水分會迅速汽化，同樣產生大量蒸汽，導致上述的壓力積聚問題。
與樹脂體系的相容性和分散性問題：
界面結合弱： 氫氧化鋁是無機物，與有機樹脂（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）不當或效果不佳，填料與樹脂的界面結合力會較弱。
應力集中點： 填料顆粒聚集、分散不均勻或顆粒過大時，會在顆粒周圍形成應力集中區(qū)域。
協(xié)同作用： 當內部產生蒸汽壓力時，較弱的界面結合和應力集中點會更容易成為失效的起點，加劇爆板和開裂的風險。蒸汽壓力可能優(yōu)先在填料/樹脂界面處聚集并導致脫粘。
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。如果處理不當，可能導致局部區(qū)域樹脂固化不完全或交聯(lián)密度降低，使得該區(qū)域的機械強度（如內聚強度、粘結強度）和耐熱性下降，更容易在熱應力和蒸汽壓力作用下失效。
增加體系粘度與阻礙氣體排出：
大量填料的加入會顯著提高樹脂膠液的粘度。
在高粘度體系中，層壓過程中樹脂流動、浸潤和排氣（包括小分子揮發(fā)物）會更加困難。如果工藝參數(shù)（溫度、壓力、時間、升溫速率）設置不合理，可能導致前期吸附的水分或低沸點揮發(fā)物在樹脂凝膠化之前未能有效排出。后期升溫時，這些殘留物氣化膨脹，而樹脂體系已經固化變硬，氣體更難逸出，導致內部缺陷。
如何避免或緩解氫氧化鋁導致的爆板開裂？
嚴格干燥處理：
對氫氧化鋁填料進行充分干燥（如高溫烘烤），去除吸附水和部分結晶水。
嚴格控制儲存和生產環(huán)境的濕度。
層壓前對半固化片（Prepreg）進行充分的預烘烤。
優(yōu)化填料選擇與處理：
粒徑與分布： 選用粒徑更細、分布更均勻的氫氧化鋁，有助于改善分散性和界面結合。
表面改性： 使用合適的硅烷偶聯(lián)劑等對氫氧化鋁進行表面處理，增強其與樹脂的相容性和界面結合力，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，避免過高填充帶來的負面影響。
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，讓已產生的少量氣體有足夠時間在樹脂未完全固化前排出。
施加足夠壓力： 在整個層壓過程中，特別是在樹脂熔融流動和固化初期，保持足夠且均勻的壓力，有助于排出氣體、促進樹脂流動浸潤、壓實結構。
充分的固化時間與溫度： 確保樹脂在目標溫度下獲得充分固化。
嚴格的過程控制與檢驗：
監(jiān)控原材料（尤其是填料）的含水率。
嚴格控制預烘烤、層壓等關鍵工藝參數(shù)。
對成品進行嚴格的熱應力測試（如浸焊測試、TMA、TGA-MS等）以評估其抗爆板能力。
總結：
氫氧化鋁導致覆銅板爆板開裂的核心機制是其高溫分解產生的水蒸氣在板內積聚形成高壓。水分吸附殘留、填料與樹脂相容性/分散性問題、界面結合弱、對固化影響以及工藝不當阻礙氣體排出等因素共同加劇了這一風險。通過嚴格干燥原材料（尤其是填料）、優(yōu)化填料選擇與表面處理、控制添加量、改進樹脂配方以及精心設計和控制層壓工藝（特別是升溫速率和壓力），可以有效地將風險降低，在利用氫氧化鋁優(yōu)點的同時避免其帶來的失效問題。
