第一节 概述
用浸渍纤维纸作增强材料，浸以树脂溶液并经干燥加工后，覆以涂胶的电解铜箔，经高温高压的压制成型加工，所制成的覆铜板，称为纸基覆铜板。
纸基覆铜板按照美国ASTM/NEMA标准规定的型号，主要品种有：FR-1、FR-2、FR-3（以上为阻燃类板）及XPC、XXXPC（以上为非阻燃类板）等类型产品。在亚洲，拥有世界纸基覆铜板的85%以上的市场。该地区在制作PCB中主要采用FR-1和XPC两种类型产品。而在欧美等地区则主要使用FR-2、FR-3及XXXPC类型产品。
最常用的、生产量最大的纸基覆铜板是FR-1板和XPC板。FR-1板在美国IPC-4101标准中为02号板，XPC板在IPC-4101标准中为00号板。
覆铜板部分型号对照,见表6-1.
表6-1 纸基覆铜板部分型号对照表
名 称 | 树脂体系 | 特 性 | NEMA | IPC | IEC/JIS | GB 电磁 |
覆铜箔酚醛纸层压板 | 酚醛树脂 | 一般电性能 | XPC 缝隙式排水沟 | 00 | 61249-2-1 | CPECP-04 |
覆铜箔酚醛纸层压板 | 酚醛树脂 耐热粘合剂 | 高电性能 | XXXPC | 01 | 61249-2-2 | CPECP-02 |
覆铜箔酚醛纸层压板 | 酚醛树脂,阻燃 | 一般电性能 | FR-1 | 02 | 61249-2-1 | CPECP-09F |
覆铜板酚醛纸层压板 | 酚醛树脂,阻燃 | 高电性能 | FR-2 | 03 | 61249-2-2 | CPFCP-06F |
覆铜箔环氧纸层压板 | 酚醛树脂,阻燃 | 高电性能 | FR-3 | 04 | PE1F | - |
| | | | | | |
注：（1）NEMA：美国全国电气制造商协会标准；
（2）IPC：电子互联行业协会标准；
（3）JIS：日本工业标准；
（4）GB：中华人民共和国国家标准。
纸基覆铜板的生产工艺流程，见图6-1所示。
图6-1 纸基覆铜板生产工艺流程示意图
FR-1、XPC覆铜板大都采用漂白浸渍木浆纸为增强材料，以改性酚醛树脂为树脂粘合剂。在制造中，所用的电解铜箔标称厚度一般为35μm（1盎司/平方英尺）规格，厚度为1.6mm，板面1020mm×1220mm（最常用产品面积），即一张覆单面铜箔的FR-1板，一般为3.00-3.10kg重；一张该面积大小的XPC板，一般为2.85-2.95kg重。板的常用厚度规格为0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm。
近年来，为适应电子信息产品技术发展需求，纸基覆铜板除一般品种外，按照性能已发展、派生出具有一定技术先进性的纸基覆铜板系列化产品。它们包括：适于低温（30—70℃）冲孔性的板；高耐漏电起痕性（CTI）的板；适用于银浆贯孔用的板；不透光的屏蔽板；适用于导电碳油跨线合一面铜线路、一面导电碳油线路的双面板（通常所说的伪双面）；无卤化阻燃性的板（绿环保性的板）等。 纸基覆铜板绝大多数是适用于制作单面印制电路板的基板材料。但随着覆铜板和PCB技术的发展，近年来，利用具有银浆贯孔性的纸基覆铜板制作银浆贯孔的双面PCB技术，也得到很大的应用和发展。图6-1-2所示了采用银浆贯孔工艺制作PCB的典型结构。
图6-1-2 银浆贯孔工艺制作PCB的典型结构
由于纸基覆铜板在制作PCB中，具有成本低、可模具冲孔加工、PCB加工工序较少的优点，因而用纸基覆铜板制作PCB在家用电器、电动儿童玩具、遥控器、电视机、随身听、半导体、收音机、录像机、监示器、VCD、汽车用无线电收音机、家用音响、有线电话机、低档小型仪器、医用仪器、计算机外围辅助设备、照明电器等电子产品中得到广泛的使用。
我国大陆根据上述市场需求趋势及中国PCB发展的自身特点，目前纸基覆铜板仍处于生产增长时期。中国大陆目前使用纸基覆铜板制作PCB的厂家，据近年统计，不少于60家。根
据中国覆铜板行业协会（CCLA）近期调查统计，2008年、2009年，我国大陆纸基覆铜板的年产量分别为7220、8370万平方米，增长率为15.9%；2008年、2009年纸基板的销售情况为7220和8219万平方米，增长率为13.8%。我国大陆现成为全球目前该类产品产量最大的，国家，这也反映了我国覆铜板业自身独特的发展特点。
第二节 透水混凝土增强剂酚醛树脂及其主要原材料
FR-1、XPC型纸基覆铜板，生产制造中所用的树脂，主体为改性的酚醛树脂。制造中所用的酚醛树脂大都由覆铜板生产厂自己制作。它主要用于三个方面：板的树脂配方的主树脂；两遍上胶有的采用的低分子酚醛树脂；铜箔胶粘剂中用的较耐高温的酚醛树脂。因此，对于一个纸基覆铜板生产厂来说，纸基覆铜板用的酚醛树脂制造技术，已成为该类产品生产厂的核心技术之一。也是研制、开发纸基覆铜板的重点内容。
本节，先简要介绍酚醛树脂的发展历史，着重介绍酚醛树脂制造用主要原材料以及它的反应机理。
一、酚醛树脂的发展简史
酚类化合物与醛类化合物缩聚而得到的树脂，统称为酚醛树脂（phenolic resin）。其中以苯酚与甲醛缩聚而得到的酚醛树脂最为重要。而用甲酚、二甲酚、壬基酚等与甲醛进行缩聚而获得的酚醛树脂，其固化物在柔韧性、电气性能上要比苯酚甲醛树脂有所提高。
早在1872年德国化学家拜耳（A.Bayer电梯井防护门）曾首先发现酚与醛在酸的存在下，可以缩合得出作为中间体或药物合成原料应用的结晶产物或无定型的树脂状产物。不久，化学家克莱堡（W.kleeberg）和史密斯（A. Smith）再次深入研究了苯酚与甲醛的缩合反应。
进入20世纪后，各国化学家对苯酚—甲醛缩合反应更加感兴趣，投入了很大精力的试验。1902年布卢默（L. Blumer）发表了用40%的甲醛溶液150份与苯酚混合，以盐酸、硫酸等作催化剂制成耐酸碱性树脂。
超微电极直到1905-1907年，著名的酚醛树脂创始人，比利时裔的美国科学家巴克兰（Backeland）对酚醛树脂进行了系统而广泛的研究之后，于1910年提出了关于酚醛树脂“加压、加热”固化的专利，解决了重大的关键工艺性问题。由于巴克兰功绩在于实现了酚醛树脂的实用化，因此，有人曾提议将此年（1910年）定为“酚醛树脂元年”，或称为“合成高分子元年”。他后年在美国建立了“通用巴克兰公司”（后并入美国通用电气公司），主要从事酚醛树脂
产品的生产。最初生产并进入市场的就是甲阶段酚醛系列的纸质层压板，以及以木粉、云母、石棉作填料，主要用于制作电器绝缘制品、涂料、清漆等。总之，象酚醛树脂这种1910年就正式投入工业生产，至今已有90年历史，世上诞生最早的塑料，由于它原料丰富，合成工艺简单，价格低廉，耐酸性突出，所以至今历久不衰。酚醛树脂的发现和发明，是二十世纪大突破，是科学技术的重大发现和发明。
依靠巴克兰酚醛树脂制造及应用的专利，德国、英国、法国和日本等国都先后实现了酚醛树脂的工业化生产。在日本于1914年，由三井株式会社引进了酚醛树脂技术，并在东京开始生产。
巴克兰开创的酚醛纸质层压板的应用技术，在20世纪四十年代由美国首先运用到PCB制造用基板上。并在1950年，伴随着晶体管走向实用化，美国以金属箔腐蚀法制成无线电用的PCB，其中基板材料，是覆铜箔纸基层压板。1953-1955年，日本利用进口的35μm—70μm的压延铜箔，在酚醛纸板上，成功制出首块单面PCB，并迅速开始用在无线电接收机上。覆铜板制成PCB线路板，印制电路是导体和绝缘体的巧妙结合，能简化错综复杂的布线，使电路紧凑地排列在绝缘基板上，这在当时是一个奇迹。
在我国，绝缘层压板用酚醛树脂制造技术，主要是在20世纪五十年代初，由前苏联输入到我国绝缘材料制造业中。在五十年代中期，首先由我国无线电研究所（又称十所）王铁中等人将酚醛纸板做为基材，制出我国第一块PCB。同期，在他们的实验室中第一块纸基覆铜板也问世。
20世纪六十年代至八十年代中期，我国覆铜板业中的众多科技人员，为研制出新型纸基覆铜板产品，在酚醛制造技术方面，做了大量的研究工作。较突出的贡献主要表现在：甲酚甲醛树脂、二甲苯改性酚醛树脂、低分子水溶性酚醛树脂、三聚氰胺改性酚醛树脂、酸性催化酚醛树脂、桐油改性酚醛树脂、其它干性植物油改性酚醛树脂、铜箔胶粘剂用钡酚醛树脂等制造技术上。
其中在制造工艺、反应机理投入研究精力最大的，是桐油改性酚醛树脂。因为在七十、八十年代，桐油改性酚醛树脂制作纸基覆铜板，已成为世界先进国家（地区）工业化生产此类产品的主流。尽管我国覆铜板业前辈们付出相当大的心血，去对此加以研究，但在稳定地工业化生产问题上，仍未有所突破。直至20世纪八十年代中期，由北京绝缘材料厂、华电材料厂（704厂）分别先后引进日本松下电工株式会社的纸基覆铜板技术，以及大连大
通铜箔层压板有限公司、深圳太平洋绝缘材料有限公司从不同渠道引进日本技术，这项课题才加以解决。我国覆铜板业也从此在桐油改性酚醛树脂技术上得到质上的进步。其中，由松下电子引进的桐油改性酚醛树脂主导技术，是桐油改性苯酚甲醛树脂制造技术。而后者两公司引进的，是桐油改性的壬基酚、苯酚甲醛树脂制造技术。这两项成熟的桐油改性酚醛树脂制造技术与我国南方某公司的桐油改性二甲苯酚醛树脂制造技术，成为我国九十年代，以至现今的纸基覆铜板用桐油改性酚醛树脂制造技术的“三大流派”。
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