簡述我國覆銅板用玻璃布的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展歷程

　　我國玻璃纖維工業(yè)延生于五十年代末期，六十年化初才逐步完善，建成獨(dú)立的工業(yè)體系。當(dāng)時(shí)，全部照搬前蘇聯(lián)玻璃纖維生產(chǎn)工藝技術(shù)，采用石乳劑浸潤劑，生產(chǎn)無堿玻璃纖維，用于玻璃纖維增強(qiáng)塑料（我國俗稱玻璃鋼），主要產(chǎn)品是電絕緣用層壓布，為軍工配套服務(wù)。直到六十年代中期，才逐步轉(zhuǎn)向民用。

　　無堿玻璃纖維之所以用于電絕緣，是因?yàn)樗哂幸幌盗袃?yōu)異特性，如在常態(tài)下，它的體積電阻率為1014~1015Ω·cm；在IMHz條件下，介電常數(shù)（ε）為6.6~6.2，介電損耗因數(shù)（tgδ）為2.0~1.0×10-3（IMHz）；熱膨脹系數(shù)為2.39×10-6mm/mm·℃；導(dǎo)熱系數(shù)為1.0W/m·k；它的吸濕率為0.2%，僅是棉花吸濕率的5%；它與樹脂結(jié)合后制成的復(fù)合材料，具有很高的拉伸強(qiáng)度等等。這些優(yōu)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(fā)展成為絕緣材料中必不可少的基礎(chǔ)材料。

（1）誕生、成長階段

　　我國電絕緣材料的傳統(tǒng)大宗產(chǎn)品，是各種厚度的層壓板，而玻璃布基覆銅板就是隨著科技進(jìn)步，根據(jù)市場需求研制出來的層壓板中的新秀。

　　由于玻璃布基覆銅板具有上述一系列優(yōu)異特性，目前已廣泛應(yīng)用于收音機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備及儀器及儀器儀表等項(xiàng)電子產(chǎn)品。

　　我國最早的覆銅板是采用電絕緣層壓板和銅箔復(fù)合制成的。六十年代初期，國營704廠及北京絕緣材料廠等主要絕緣材料廠，采用未漂白的浸漬纖維紙，浸以酚醛樹脂作芯料，再用浸有聚乙烯醇縮醛膠的玻璃布作表面層，制成一種復(fù)合型的覆銅板。接著，又研制出環(huán)氧酚醛型玻璃布基覆銅板，直到1974年，中科院計(jì)算所及704廠才先后研制成功產(chǎn)品性能相當(dāng)于G-10的以雙氰胺固化劑的環(huán)氧玻璃布基覆銅板。

　　當(dāng)時(shí)，我國國民經(jīng)濟(jì)處于調(diào)整階段，電子工業(yè)發(fā)展緩慢，對各類覆銅板的總需求量不大，其中對玻璃布基覆銅板的需求就更小，固此，我國玻璃纖維行業(yè)對此遲遲未排上研制日程。直到七十年代末期，我國國民經(jīng)濟(jì)調(diào)整暫告結(jié)束，我國電子工業(yè)開始啟動，黑白電視機(jī)、收錄機(jī)、音響、通訊設(shè)備等都有了較大的發(fā)展，市場對覆銅板用玻璃布的需求最急劇增加。若全部采用進(jìn)口玻璃布，因價(jià)格昂貴，導(dǎo)致電子產(chǎn)品成本大幅度上升，勢必影響電子產(chǎn)品的發(fā)展。為此，電子工業(yè)部向我國玻纖工業(yè)發(fā)出了緊急呼吁，這才引起了我國玻纖主管部門的重視，向主要玻纖生產(chǎn)廠家發(fā)出了研制覆銅板用玻璃基布的指示。

　　當(dāng)時(shí)全國數(shù)家主要玻纖生產(chǎn)廠家，都相繼投入了主要技術(shù)力量進(jìn)行研制。經(jīng)過一年的反復(fù)試驗(yàn)并改進(jìn)，1980年，四川省玻璃纖維廠率先研制成功厚度為0.1mm及0.14mm兩種規(guī)格的覆銅板用玻璃布，供國營704廠試用。

　　1981年，江西省九江玻纖廠研制成功厚度為0.13mm的覆銅板用玻璃布，接著于1983年又研制成功一種仿日本18K的玻璃布，即我國部頒標(biāo)準(zhǔn)的EW180玻璃布，相當(dāng)于美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)中的1528布，并通過了首級技術(shù)鑒定。

　　國產(chǎn)覆銅板用玻璃布誕生于八十年代初期，而成長于整個八十年代。

　　進(jìn)入八十年代，國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，促使我國覆銅板生產(chǎn)踏上新臺階。1978年，全國覆銅板的年產(chǎn)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(guī)格的玻璃布3000~3400噸，其中除1500噸為進(jìn)口玻璃布外，其余1500~1900噸全部為國產(chǎn)玻璃布。

　　1984年，國家建材局銷給電子工業(yè)部的電絕緣用無堿玻璃布400萬米，704廠獨(dú)家就買去了390萬米。該廠是當(dāng)時(shí)我國覆銅板行業(yè)中技術(shù)最先進(jìn)、設(shè)備最好、產(chǎn)量最高的“龍頭老大”企業(yè)，主導(dǎo)著我國覆銅板行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的新潮流。

　　當(dāng)時(shí)我國玻璃纖維行業(yè)與704廠聯(lián)系最密切、供貨數(shù)量最多的，要數(shù)四川省玻璃纖維廠。當(dāng)年，704廠為了確保覆銅板生產(chǎn)線的主要原料—玻璃布的正常供應(yīng)，在四川玻纖廠派了一個駐廠代表，專門料理發(fā)貨事宜。記得有一年，寶成鐵路因暴雨塌方，導(dǎo)致鐵路運(yùn)輸中斷，當(dāng)時(shí)，四川玻纖廠為了確保704廠的覆銅板生產(chǎn)線不致停產(chǎn)，冒著連日大雨，公路亦有塌方的危險(xiǎn)，派出了六輛卡車組成的“大蓬車隊(duì)”翻過秦嶺山脈，克服了沿途山路的重重險(xiǎn)阻，硬是將玻璃布送到了洛南，解決了燃眉之急。704廠對此深為感動，從此兩家關(guān)系更為密切。四川玻纖廠覆銅板用玻璃布的年產(chǎn)量也因此逐年持續(xù)上升。1979年，該廠電絕緣層壓布的年產(chǎn)量只有363萬米，到1982年，僅0.1mm及0.14mm兩種規(guī)格的覆銅板用玻璃布就達(dá)到722萬米,1986年,繼續(xù)上升到917萬米,在全國玻纖行業(yè)名列前矛。

1.1初期生產(chǎn)工藝技術(shù)

　　無論是四川玻纖廠,還是九江玻纖廠,當(dāng)初生產(chǎn)覆銅板用玻璃布所用的經(jīng)、緯紗，都是采用坩堝法（亦稱球法）拉制成型，拉絲浸潤劑均為石蠟乳劑，其主要組份為油、蠟類物質(zhì)。經(jīng)、緯紗均在捻線機(jī)上的加捻，捻度為80~120捻/米。四川玻纖廠當(dāng)時(shí)生產(chǎn)的厚度為0.14mm玻璃布，其經(jīng)、緯紗的公制支數(shù)為40支，其單纖維直徑為7.98微米，在捻線機(jī)上并為2股。經(jīng)、緯密度為16×12根/cm。厚度為0.1mm玻璃布，其經(jīng)紗的公制支數(shù)為80支，單纖維直徑為5.65微米，同樣在捻線機(jī)上并為2股，緯紗則采用40支紗，不并股。經(jīng)、緯紗的密度為20×20根/ cm。

　　經(jīng)過加捻及并股的經(jīng)紗在整經(jīng)機(jī)上制面規(guī)定長度的盤頭，再在有梭織機(jī)上織造成布，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，最后進(jìn)行脫蠟處理，即包裝入庫，匹長為100~150米。

　　值得提出的是，當(dāng)年四川玻纖廠供給704廠的首批玻璃布是未脫蠟處理的，后業(yè)發(fā)現(xiàn)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(shí)在樹脂中加入1%的偶聯(lián)劑（此法稱為遷移法），但在浸膠壓制覆銅板時(shí)，真正粘附玻璃布表面的偶聯(lián)劑，卻微乎其微。為此，四川玻纖廠對704廠說，對玻璃布的再加工就讓我們來干吧！你們將布買去后直接使用就行了。于是，四川玻纖廠對704提供的燜燒爐圖紙進(jìn)行了造當(dāng)改進(jìn)并擴(kuò)大了容量，建了一座大型燜燒爐，玻璃布在燜燒爐中密封燜燒脫蠟后，再在表面處理機(jī)組上浸漬硅烷偶聯(lián)劑。此布經(jīng)704廠試用，感到比原用工藝大有提高。

1.2玻璃布存在主要品質(zhì)問題

　　1.2.1玻璃布原絲在拉制成型時(shí)，采用石蠟乳劑浸潤劑，其主要組份為油蠟類物質(zhì)，它對布面與樹脂的粘結(jié)妨礙極大，幾乎起到了脫膜劑的作用。另外，除四川玻纖廠外，其它玻纖生產(chǎn)廠家一般不進(jìn)行脫蠟處理，個別生產(chǎn)廠家即使脫蠟，技術(shù)也不過關(guān)，造成脫蠟后布面有機(jī)物殘存量偏高，最后又沒有對布面進(jìn)行硅烷偶聯(lián)劑處理，導(dǎo)致板材經(jīng)水煮后出現(xiàn)大量白點(diǎn)，剝離強(qiáng)度低。

　　1.2.2玻璃布經(jīng)、緯紗的捻度都偏高，除四川玻纖廠的為50~80捻/米外，其余生產(chǎn)廠家都在80~120捻/米左右，而且還并成2股織造，故布面樹脂浸透性較差，造成板材層間粘結(jié)不良，出現(xiàn)微觀分層現(xiàn)象，存放一段時(shí)間后板面會生產(chǎn)生白斑，電阻率會下降2個數(shù)量級，受彎曲、剪切及沖擊力時(shí)，板材會層間開裂及劈裂。

　　1.2.3玻璃布的經(jīng)紗在整經(jīng)工序中沒有采用漿紗處理，又用有梭織機(jī)織造，故在織造過程中，經(jīng)、緯紗極易受織布機(jī)的機(jī)械運(yùn)動而摩擦起毛，導(dǎo)致布面在上膠過程中，產(chǎn)生許多微疙瘩，影響板材的外觀質(zhì)量。

　　1.2.4玻璃布在整經(jīng)工序中多采用分條或一次整經(jīng)工藝，造成經(jīng)紗的張力不勻，布面松緊不一，再加上紗線的捻度大，制成板材后殘余應(yīng)力大，造成板材后翹曲，嚴(yán)重者1m2的板材翹曲可達(dá)20mm以上，使覆銅板無法通過制造印制電路板及接插電子元件工序的自動化流水作業(yè)線。

　　1.2.5玻璃布的幅寬只有990~1000mm，故上膠壓制后再裁邊，就不能制成1000mm寬的板材，另外，玻璃布的卷裝量也過小，只有100~150米，在上膠時(shí)每個接頭要損失6~7米，利用率偏低。

（2）提高、發(fā)展階段

　　九十年代初，隨著改革開放步伐的加速，國民經(jīng)濟(jì)飛躍發(fā)展，迎來了電子工業(yè)的春天。為了滿足覆銅板工業(yè)對電子布日益增漲的需要，我國玻璃纖維工業(yè)首次全套從日本引進(jìn)了一條電子級玻璃纖維生產(chǎn)線，于1990年6月建成投產(chǎn)。引進(jìn)時(shí)，年產(chǎn)量為4000噸，電子級玻璃布的年生產(chǎn)能力為800萬米，經(jīng)過1995及2000年兩次冷修擴(kuò)建，年產(chǎn)量達(dá)到8500噸，年產(chǎn)電子級玻璃布達(dá)到1800萬米。

　　進(jìn)入九十年代中期，我國電子級玻璃纖維工業(yè)蓬勃發(fā)展，一座座規(guī)模宏大、技術(shù)先進(jìn)的新廠相繼建成投產(chǎn)。

　　1997年，上海博舍工業(yè)有限公司與中國華原紡織集團(tuán)有限公司合作，在上海青浦中國紡織工業(yè)城，興建了一座電子級玻璃纖維織布工廠，年產(chǎn)7628電子布2500萬米。經(jīng)過近幾年的生產(chǎn)擴(kuò)建，該廠現(xiàn)擁有日本津田駒噴氣織機(jī)近300臺，布匹卷裝量為2500~3000米，年生產(chǎn)能力達(dá)到6000萬米水平。

　　與此同時(shí)，香港建滔化工集團(tuán)在深圳龍華工業(yè)區(qū)興建了一座7628電子布織造工廠，年生產(chǎn)能力為3200萬米。經(jīng)過近幾年的生產(chǎn)擴(kuò)建，該廠現(xiàn)擁有日本津駒噴氣織機(jī)528臺，年產(chǎn)7628電子布達(dá)到7800~9000萬米。

　　2000年初，由***宏仁企業(yè)集團(tuán)、上海聯(lián)和投資有限公司及新泰新技術(shù)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，在上?？禈蚬I(yè)區(qū)建成投產(chǎn)，年產(chǎn)7628電子布計(jì)4200萬米。經(jīng)過2001年下半年的生產(chǎn)擴(kuò)建，現(xiàn)擁有噴氣織布機(jī)400多臺，年產(chǎn)7628電子布達(dá)到7800萬米。

　　2002年2月底，重慶國際復(fù)合材料有限公司一條年產(chǎn)2萬噸級無堿玻璃纖維池窯拉絲生產(chǎn)線順利點(diǎn)火，于3月中旬正式投入生產(chǎn)。現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)能力已達(dá)到年產(chǎn)2.5萬噸水平，其中G-75電子紗達(dá)到年產(chǎn)1萬噸水平。

　　2002年5月中旬，四川玻纖有限責(zé)任公司年產(chǎn)2000萬平方米覆銅板基布工程竣工投產(chǎn)。該公司與重慶國際復(fù)合材料有限公司聯(lián)手合作，利用重慶的G-75電子紗，織造7628電子布，共創(chuàng)國產(chǎn)電子布名牌。

2.1先進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)

　　自九十年代初以來，我國陸續(xù)新建的一大批電子級玻璃纖維工廠都采用了先進(jìn)的池窯生產(chǎn)工藝。拉絲池窯采用了最先進(jìn)的全自動控制技術(shù)。玻璃液在池窯熔化部和通路中有合理而嚴(yán)格的溫度控制，生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，原絲內(nèi)在質(zhì)量比八十年代采用的坩堝法所生產(chǎn)的，有明顯的提高。

　　原絲在拉制成型時(shí)，采用的浸潤劑為改性淀粉型，同時(shí)采用單絲涂油器，使每根單絲表面都均勻地涂覆了薄薄的一層淀粉保護(hù)膜。其單纖維直徑為9微米，原絲號數(shù)為68.7特克斯。原絲在捻線過程中，在初捻機(jī)上進(jìn)一步采用熱風(fēng)干燥，并嚴(yán)格控制卷線成型的溫、濕度、制成奶瓶形單向低捻紗。紗線的紗質(zhì)均勻，不并股，不接頭，無疵點(diǎn)，卷繞成形良好，捻度為28-40捻/米。

　　低捻的單紗作為緯紗，已經(jīng)能完全符合噴氣織造要求。但是，用作經(jīng)紗時(shí)，僅僅依靠拉制成型時(shí)涂覆的薄層保護(hù)膜，還不能滿足高速噴氣織造要求。必須采取分批整經(jīng)工藝方法，將數(shù)百根單紗，按照工藝要求的密度，張力均勻地分批卷繞到經(jīng)軸上，然后用并軸上漿的方法，將幾個經(jīng)軸并合成一個經(jīng)紗片，浸漬漿液，烘干卷繞成密度和張力符合織造要求的漿軸。經(jīng)紗上漿所采用的漿液，采用改性淀粉和聚乙烯醇作成膜劑，并配入適量的潤滑劑、滲透劑、柔軟劑、防腐劑等輔助成份，能在經(jīng)紗表面形成柔韌的漿膜，保護(hù)經(jīng)紗順利通過噴氣織機(jī)的高速織造，使之不斷頭，不起毛。

　　目前，我國電子布生產(chǎn)廠家的噴氣織造速度已經(jīng)達(dá)到600~750轉(zhuǎn)/分，能夠確保生產(chǎn)出張力均勻，布面平整、無斷頭、無毛羽的高質(zhì)量玻璃胚布。胚布的卷裝長度已達(dá)2000m/卷，最高可達(dá)4000m/卷。胚布經(jīng)、緯紗上涂覆著為紡織需要的浸潤劑和漿料。這些有機(jī)物的存在，會防礙玻璃布與樹脂的粘結(jié)。因此，還需要進(jìn)行表面處理。玻璃布的表面處理包括熱處理和表面化學(xué)處理兩個部份。胚布首先通過連續(xù)熱處理機(jī)組和分批熱處理爐，清除布表面的全部有機(jī)物（俗稱為熱清洗），然后再在表面化學(xué)處理機(jī)組上浸漬硅烷偶聯(lián)劑，最后烘干卷成2000~4000m/卷的布卷，包裝入庫。

2.2玻璃布優(yōu)異的品質(zhì)特性

　　2.2.1玻璃布原絲在控制成型時(shí)，采用的是淀粉型浸潤劑，同時(shí)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(hù)膜，經(jīng)紗在整經(jīng)工序中又經(jīng)過了漿紗處理，表面形成了一層堅(jiān)韌的漿膜，使之經(jīng)緯紗在高速噴氣織造中，不致因機(jī)械磨擦而產(chǎn)生毛羽?？椩焱戤叺呐卟?，經(jīng)過熱—化學(xué)處理時(shí)，再浸漬硅烷偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑分子兩端含有性質(zhì)不同的反應(yīng)官能團(tuán)。一端官能團(tuán)與玻璃布表面很好地粘結(jié)，另一端官能團(tuán)則能與樹脂很好的粘結(jié)。這樣，通過偶聯(lián)劑的化學(xué)物理作用，能把玻璃布與樹脂這二類性質(zhì)不同的材料“偶聯(lián)”起來，從而保證了覆銅板的物化性能。

　　2.2.2玻璃布原絲質(zhì)量好，其內(nèi)不勻率為0.4482%，經(jīng)、緯紗密度為42×32根/25mm。玻璃布的單位面積質(zhì)量和公差：一類為205±6g/m2，二類為205±4g/m2。經(jīng)、緯向拉伸斷裂強(qiáng)力：經(jīng)向≥294N/25mm，緯向≥250N/25mm，布的外觀疵點(diǎn)平均每百米不大于7.5個主疵點(diǎn)。值得提出的是，布的單位面積偏差率可達(dá)到±1.80%，超過日本JIS工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到美國IPC標(biāo)準(zhǔn)二類質(zhì)量水平，即國際先進(jìn)水平。

　　2.2.3玻璃布采用單向單股低捻紗，捻度只有28~40捻/M，不接頭，紗質(zhì)均勻度高，樹脂很容易浸透，所以板材層間粘結(jié)很牢固，不會產(chǎn)生微觀分層現(xiàn)象?？纱_保板材在剪切加工時(shí)不開裂。

　　2.2.4玻璃布在整經(jīng)工序中采用先進(jìn)的分批整經(jīng)工藝，全部整紗均勻地分批卷繞到經(jīng)軸上，然后工軸，再浸漬漿液，經(jīng)噴氣織造成的布面平整挺括，無毛羽，可保證覆銅板生產(chǎn)廠家在布面上膠時(shí)，不會產(chǎn)生膠粒等觀疵點(diǎn)，從而使印制電板生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的印制電路板不產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象。

　　2.2.5玻璃布的幅寬有1270mm，故上膠壓制再裁邊，完全可保證覆銅生產(chǎn)廠家制造多規(guī)格板材的需要。另外，玻璃布的卷裝量為2000米/卷，最高可達(dá)4000米/卷，故可大大提高覆銅板生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)效率，同時(shí)還可減少覆銅板生產(chǎn)廠家因玻璃布的卷裝量小，而多次接頭造成的浪費(fèi)，從而大大提高經(jīng)濟(jì)效益。