2.3.1 半固化片制备

将树脂胶液均匀涂敷在增强纤维布表面，经过适当加热处理后除去部分溶剂，使树脂发生部分化学反应，形成具有一定黏性的半固化树脂/纤维布胶布（或带）。将具有一定固体含量及溶液黏度的树脂胶液注入立式浸胶机的胶槽中，均匀浸渍在纤维布的表面上，经过加热烘干，得到具有一定黏性的预浸布；将预浸布两个胶面覆盖隔离膜后，裁切成一定的尺寸，叠层后冷藏保存。

树脂基体胶液主要包括环氧树脂胶液、BT树脂胶液、PPE树脂胶液等。制备过程为：将树脂与固化剂、催化剂、流平剂、助黏剂、溶剂等在反应釜中搅拌溶解形成均相液态胶液，调节固体含量、黏度至合适的范围待用。控制技术指标包括在一定温度下测定黏度、固体含量、密度、折光指数、凝胶时间、凝胶温度等。

树脂胶液在纤维布表面浸渍加工过程的实施是浸渍树脂溶液与增强纤维布中的空气相互交换的过程。在此过程中，树脂胶液通过上胶机的底涂辊（单方向进入树脂胶液）或挤压辊（双方向进入树脂胶液）涂敷在纤维布表面，通过控制树脂的黏度和固体含量，确保树脂在纤维布表面及纤维间的浸胶浸透性、挂胶量及膜厚均匀性。上胶机的结构、精度及控制水平是保证纤维浸胶均匀性的重要条件。尤其是挤出辊制造的精度、转速均匀性等，以及增强纤维布浸胶速度及张力控制的一致性、设备整体运行的质量等，都对半固化片的质量具有重要影响。

在浸胶过程中，尽可能使树脂胶液渗透增强纤维布的纤维内部，使树脂充满纤维的所有间隙，是封装基板具有高耐湿热性、高耐金属离子迁移性、高平整性的重要保证。对于树脂胶液来讲，分子量大小及其分布、固体含量、黏度、密度、储存稳定性及浸胶温度等都是重要影响因素；对于增强纤维布来讲，纤维布的纱捻数、经纬密度、结构参数（空隙面积、平行纱面积占比、重叠纱面积占比等）、厚度、偶联剂种类及偶联效果等都会影响半固化片的质量。

为了提高浸胶过程中树脂的浸透性和半固化片树脂层的厚度精度，还可以采用下述措施：①在增强纤维布浸入胶液前，进行幅宽方向的展平、前烘；②浸渍过程采用真空浸渍工艺；③进入干燥前，精确控制湿态上胶布的“空温渗透”时间等。

浸胶后的湿态上胶布在干燥过程中发生两种变化：一种是物理变化，即溶剂、水分子和低分子量挥发份的蒸发；另一种是化学变化，树脂由A阶段向B阶段转化，实现部分固化。在这种干燥过程中，需要精确控制干燥箱各段的温度和上胶布通过干燥箱的时间。干燥完成后，半固化片内只允许残留很少质量的挥发份，保证树脂胶膜具有适宜的黏性及熔融流动性，以满足后续层压板或覆铜板的压制成型工艺要求。

干燥过程中，浸渍在纤维布上的树脂在加热作用下发生化学反应，由A阶段树脂转化为B阶段树脂，达到预固化的目的。A阶段树脂是为了能够有效浸润增强纤维布形成高品质预浸料而设计的，含有一定的低沸点溶剂，易于溶解树脂形成高固含量、低黏度的树脂溶液，对纤维表面具有很好的浸渍性；当树脂浸渍完成后，在加热作用下，易于挥发，脱离树脂体系。B阶段树脂是为了能够通过模压成型形成多层玻璃布层压板及覆铜板而设计的。树脂必须具有较好的熔融流动性及熔体黏度稳定性。在加热及适当压力作用下，树脂熔体中的所有小分子挥发物，包括残留的空气、吸附的湿气及反应产生的小分子副产物等必须能够排出树脂体系，以避免在层压板内部形成缺陷或空洞。

另外，需要严格控制B阶段树脂在干燥过程中的交联固化程度。如果交联固化程度太高，在加热压制成型加工中树脂熔体黏度大、流动性差，压制成的层压板外观、内部质量和性能都会下降。如果交联固化程度太低，在加热压制成型加工中树脂熔体黏度太小、流动性太大，熔体树脂被大量挤出，同时需要排出大量的挥发份，压制成的层压板会出现贫胶、力学性能下降等问题。通过精确控制各个干燥阶段的温度可以有效控制树脂的交联固化程度。在干燥箱各阶段温度设计上，应制定温度制度，确定各个阶段的温度及时间。通常在较低温度（100～130℃）条件下，除去大部分溶剂，并使树脂发生部分交联固化反应，增加树脂熔体黏度，使树脂熔体充分浸渍纤维表面，排出所有空气及水分后，进一步提高温度，使树脂在纤维的内芯到外表都达到均匀分布状态。因此，采用具有一定温度梯度的干燥过程，使得溶剂、水及低分子挥发份能够分阶段脱除，有利于制备性能优异的半固化片。

半固化片的主要性能包括：①含胶量（Resin content，RC，也称树脂含量）；②树脂流动度（Resin Flow，RF，也称流动度）；③凝胶时间（Gel Time，GT）；④挥发份含量（Volatile Content，VC）；⑤单张质量；⑥比例流动度（Scaled Flow Thickness）；⑦固化百分比（Cure Percent）等。对于半固化片主要质量标准的测定方法，主要有IPC-TM-650、MIL-S-13949H、JIS-G-6512等。

对于多层基板用半固化片，要求树脂能够填充满PCB导线间的空隙、尽可能降低叠层间的空气和低分子挥发物的残留、具有多层板加工时所必需的树脂/纤维布比例等。同时，层压板厚度、尺寸及其精度、布线密度、层数、压制加工方式和工艺条件等多种因素也对多层板的性能影响很大。另外，半固化片需要具有良好的储存稳定性，在不同的温度、湿度条件下要保持稳定，避免吸潮后引起凝胶时间下降、流动度增加等性能变化。具体要求为：在储存温度小于20℃、相对湿度小于50%时，储存期不低于3个月；在5℃以下干燥的条件下，储存期可达到6个月。

为了满足高密度、高精细度多层封装基板的使用需求，近年来市场上出现了许多高性能的半固化片品种，主要包括：①高耐热性半固化片，如BT树脂半固化片、BMI树脂半固化片等；②低介电常数半固化片、改性PPE树脂半固化片等；③低热膨胀系数半固化片，如BT树脂/芳纶纤维半固化片等；④薄型化多层基板用半固化片；⑤高耐金属离子迁移性半固化片；⑥高尺寸稳定性半固化片；⑦无卤阻燃性半固化片；⑧无气泡性半固化片；⑨低落粉性半固化片；⑩高厚度精度半固化片；⑪“一层化”半固化片；⑫多层基板用特种半固化片，包括芳纶纤维无纺布半固化片和无增强材料的附树脂铜箔的半固化片等。