纳米材料和纳米技术在印制线路板基材中的应用前景（6）——对印制线路板基材标准的潜在影响

印制电路信息 (2oo3 No． 综述与评论 纳米材料和纳米技术在印制线路板基材 中的应用 前景 (6) 对印制线路板基材 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的潜在影响 (南美覆铜板厂有限公司 528231) 张家亮 摘 要 本文综述了在 IPC41 01A一2 001(刚性及多层印制板用基材规范)的分类特点，纳米材料和纳米技术在基材中的应 用将对未来的基材制造技术和标准分类产生潜在的影响，其主要原因是由于纳米材料对基材的力学性能、绿色化和填料的发 展造成冲击，同时，提出了在当前形势下对基材标准体系的一般看法。在纳米材料应用于基材业的背景下，我们在相关标准 上要尽可能抢占战略先机。 关键词 纳米技术 印制线路板 基材 标准 应用 Application Prospect of Nanomaterial and Nanotechnology on Printed Circuit Board Substrate(VI) —．．．．． Potential Influcence to Standard of PCB Substrate Zhang Jialiang Abstract In the Paper,the classification ofIPC4101A一2001，the potential effect on the manufacture and standard ofthe application of nanomaterials and nanotechnology in PCB substrate was reviewed．The main reason is why nanomaterial will be a impact to mechanical property，environment friendly and filler of PCB substrate．At the sanle ， my personal opinion was put forward in the present．We must take into account the strategy of nanotechnology used in PCB substrate about standard． Key words nanOtechnOIOgy PCB substrate standard application 1 前言 2l世纪已经进入了知识经济时代，人类经济 活动规模从国别经济向区域经济、大洲经济发展的 过程中，已出现世界经济一体化的趋势。这一趋势 作者简介 张家亮，男，湖南邵阳人，1990年大学毕业，化工工 程师，现就职于南美覆铜板厂有限公司，主要从事印制电路 用覆铜箔层压板的研究和制造工作，发表关于线路板及其基 材的专业论文共计2 0余篇。 收稿 日期 ：2002-11—21 预示着一场全球性的社会变革，它将改变世界各 国、各个民族的利益格局。它们可能解决人类发展 的共同问题，也可能进一步加深一些特殊的矛盾【l1。 在世界经济一体化进程中，各发达国家和集团 以其先进的科学技术，雄厚的经济基础，制定国际 经济 “游戏规则”的特权，在反对贸易保护主义、 实行贸易自由化的旗帜下，拆除市场壁垒，全力推 动经济一体化进程，试图以先期发展优势，获取市 场实利，世界各国包括发达国家都希望从世界经济 一 体化进程获得利益。 3 维普资讯 http://www.cqvip.com 综述与评论 印制电路信息 (2oo3 No． 发展中国家在世界经济一体化进程中属于非主 导国家，因为没有先发展的优势，实际上并不参与 制定“游戏规则”，但其中的新兴工业国家都有着进 入经济—体化进程，跟上时代脉搏，赶上发达匡I家 的本能愿望。这些国家执行“游戏规则”，发展外向 型经济，在国际分工过程中，利用产业成本优势和 国际资本，取得经济的较l央增长，亚洲和拉丁美洲 新兴工业国家的经济奇迹都是一个例证：但是，国 家政治、民族文化、经济体制、科技能力的差异并 不能随着世界经济一体化进程而消失。 这就是世界经济—体化对发达国家和发展中国 家都具有的“利害”两面性。它的另一个两面性是： 世界经济一体化既是发达国家主导，发展中国家不 得不跟进的动向，又是人类经济社会自然发展的产 物。 随着国际分工深人展开，国际贸易空前发展， 国际金融突飞猛进，跨国公司迅速增加，劳动力的 国际买卖迅速扩大，发展中国家的商品经济获得大 发展，世界经济相互依存空前深化，世界经济一体 化已成为不可改变的历史进程。留给人类作的文章 就是如何趋利避害。 不同的国家有不同的背景、不 的视角，故有 不同的策略，这就会引出经济的、政治的、文化的、 法律的、科技的、产业的等等不同的应对策略。 世界经济一体化与标准化是不同层次的概念， 然而，标准化与 “一体化”关系密切，标准化是经 济一体化中不可缺少的一个基本要素。 然而，标准化之所以在现代国际经济活动中被 人们所关注，并不仅仅是它在国际贸易往来中的正 面作用，还在于它的负面作用。无论是宏观上的贸 易保护主义与贸易自由化的斗争，还是微观上企业 为争夺世界市场份额的较量，都在利用标准化的双 重效应，为其战略目的服务。标准化本来是作为社 会的生产、流通、消费的技术纽带，消除国际贸易 技术壁垒而存在的，可是在激烈的市场竞争中，所 有的政治、经济、技术和文化因素都可作为经营决 策的依据和实施战略 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 的手段，标准化作为重要 的技术经济要素，当然也不能例外。尤其在提倡贸 易自由化，反对贸易保护主义，关税壁垒成为众矢 之的的今天，技术壁垒手段就越来越多地在堂而皇 之的种种理由下被世界各国和公司所利用。因此， 4 我们要在这样的竞争背景下， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 标准化的功能作 用，从而确定标准化的政策和策略，建立相应的技 术服务体系，粉碎国际贸易壁垒和技术遏制，适度 保护国内市场，为我国的宏观经济和微观经济服 务，为企业发展和产业进步创造有利的环境条件， 在不可逆转的世界经济一体化的趋势下，趋其利而 避其害 。 世界经济一体化是以“国际分工”为基础的。这 种分工有的以技术密集的程度为分界，有的以资本 密集程度为边线，有的以自然资源的条件为根据， 有的则以对自然环境的污染程度为选择。不论何种 分工，发达国家总能处于有利的位置，因此一体化 的进程就不可避免地贯穿着发达国家与发展中国家 的矛盾。根据国际贸易的 “技术差距和产品生命周 期理论”，国际贸易，尤其是工业制成品的贸易，实 际上是以技术差距的存在为基础的。以美国为代表 的发达国家拥有雄厚的研究与开发资本，因此在一 定时期内与其它国家之间总存在一定的技术差距： 它们把握着新技术开发和产品标准制定阶段的主动 权，以此为基础，分阶段向中等发达国家和发展中 国家出口产品。在最后阶段，发展中国家才能引进 技术，利用标准化成果，通过仿造，实行部分进口 替代，直至出口发达国家和中等发达国家，前者由 产品出口国最终成为进口国。这个技术优势的国际 转移表明技术和知识是决定贸易的一个重要因素， 也凸现产品的一个生命周期。处于技术劣势的发展 中国家，对技术的商品化及标准化没有发言权。固 然可以利用产品标准化成果，吸收技术，实现进口 替代以至出口发达的国家和地区，但这时产品已处 于生命周期的后期，收益小，尤其是后续效益差，这 就很难摆脱经济被动地位。显然，我们还不可能显 著地改善在这一新周期中的技术和经济地位，但我 们不能忍受在各个产业领域永远处于这个位置，要 逐步摆脱这样的“阶段国际分工”，应该采取梯度跟 进策略 。 本文结合纳米材料和纳米技术在印制线路板基 材中的应用，根据迅猛发展的基材体系标准形势， 作者试图阐明三者之间的关系，为基材业的未来走 势略抒一己之见。 2 印制线路板基材标准 根据概念的内涵和外延关系，对事物进行分类 维普资讯 http://www.cqvip.com 印制电路信息 (2003 No． 综述与评论 的关键是抓住其区别于其它的事物的具体特征：纳 米材料和纳米技术在印制线路板基材中有着非常广 阔的应用前景，将有可能形成一个更多更复杂的基 材体系，对印制线路板基材标准体系具有潜在的影 响。回顾印制线路板基材标准修订的历史，可以发 现一条重要规律，迅猛发展的基材制造技术的进步 是基材标准修订的最主要的原因。 2．1 IPC41 01 A一2001对刚性印制线路板基材的分 类特点分析【4t5】 秉承复合材料的分类特点，以基体 (基材行业 则为绝缘材料)+增强材料的基本形式划分，总共 划分为六大类 (见表 1)。 表 1 IPC4101A一2001对刚性印制线路板基材的划分 类别 划分特点 笆一 增强材料为纸，绝缘基体为酚醛树脂和 犬 环氧树脂(共5种型号) 第=类 料构髓 健 材 类 璃 第四类 聚酰亚胺加上玻璃纤维构成(共4种型号) 第五类 雾积 强材料 第六类 由特种树脂和特种纤维构成(共11种) 在以上划分的原则下，再根据增强材料和绝缘 材料的细微差别进行细分，如玻璃态转化温度、增 强材料的编织形式。树脂相同增强材料相同则依据 阻燃材料和 (或)填料划分。 阻燃性能成为划分印制线路板基材型号的重要 指标，而且绿色化基材也正在成为基材发展的极其 重要的方向。纵观基材业的国际发展趋势，绿色化 浪潮已是 “不尽长江滚滚来”。 2．2 纳米材料和纳米技术对当前印制线路板基材 标准的潜在冲击 纳米材料提高了基材的物理化学等性能，进而 相应地影响到印制线路板基材的总体设计，在绝缘 材料和增强材料等方面有较大的选择空问，将有可 能形成—个更]9ⅡJ茏大的基材体系，品种将更加丰富， 模糊了基材各型号之问的区别界限，因而基材标准 对它们所作的划分必须进一步细致化。纳米材料促 进了印制线路板向功能材料方向发展，以后的标准 可能在这方面会有所体现。 在复合材料的研究中，按各个组元在三维空问 自身相互联结的方式，即联结系型，广泛采用 Newnham提出的命名方法『61。采用0表示微分，l表 示纤维，2表示薄膜，在三维空问相互联结形成的 空间网络则用3表示，例如，分散在连续触媒中的 活性微分可用0-3表示，分散在连续触媒中的纤维 则可用1-3表示，多层薄膜则为2-2型。习惯上把 对功能起主要作用的组分放在前面，称为活性组分。 因此0-3型和3-0型尽管有相同的联结型却是不同 的两种复合材料。复合材料正在由宏观复合形式向 微观复合形式方向发展，由二元混杂增强向多元混 杂增强和超混杂增强方向发展，从以结构复合材料 向功能复合材料和多功能复合材料并重方向发展， 由被动复合材料向机敏和智能复合材料方向发展以 及由常规复合材料设计进入仿生借鉴和计算机辅助 设计的阶段发展，其发展方向对印制线路板基材的 研发有着非常重要的意义。 可能形成的联结型数目是与复合材料的组元个 数n有关的，可按(n+3)!／(n 13 1)进行计算。 “纳米复合材料(nanocomposites)”与单一相组 成的纳米材料不同，它是由两种或两种以上的至少 在一个方向以纳米级大小(1nm～lOOnm)复合而成 的复合材料。纳米复合材料涉及面较宽，包括的范 围较广，大致包括三种类型 ：一种是0-0复合，即 不同成分、不同相或者不同种类的纳米粒子复合而 成的纳米固体，这种复合体的纳米粒子可以是金属 和金属、金属和陶瓷、金属和高分子、陶瓷和陶瓷、 陶瓷和高分子等构成的复合体；第二种是0—3复合 体，即把纳米粒子分散到常规的三维固体中，例如， 把金属纳米粒子分散到另一种金属或合金中，或者 放入常规的陶瓷材料或高分子中，用这种方法获得 的纳米复合材料由于它的优越性能和广泛的应用前 景，成为当今纳米材料科学研究的热点之一：第三 种是0—2复合，即把纳米分散到二维的薄膜中，这 种0-2复合材料又可分为均匀分散和非均匀分散。 均匀分散是指纳米粒子在薄膜中均匀分布，人们可 以根据需要控制纳米粒子的直径 、掺入的体积百分 数和纳米微粒在基膜中的分布。纳米复合材料按固 相成分一般可以分为：无机纳米复合材料、有机／ 无机纳米复合材料、聚合物／聚合物纳米复合材料。 当前，纳米材料已成为材料研究的热点，并提 5 维普资讯 http://www.cqvip.com 综述与评论 印制电路信息 (2003 No． 出了纳米材料工程的概念。其中纳米复合材料是纳 米材料工程的重要组成部分，各国在发展纳米材料 时都把纳米复合材料作为重点。 聚合物基纳米复合材料近年来，制备有cOL--无 机纳米复合材料是材料科学领域研究的一个热点， 制备有机一无机纳米复合材料是探索高性能复合材 料的一条重要途径。有机一无机纳米复合材料具有 与传统填料复合材料显著不同的性能，在无机物含 量远远低于传统玻璃纤维或矿物增强聚合物中的填 料含量时，就能使复合材料获得优良的刚度、强度 和热稳定性，且可改善聚合物基体的断裂陛能、可 加工性和介电性能。制备聚合物基纳米复合材料的 方法主要有共混法、化学接枝法和插层原位聚合 法。通过插层聚合制得尼龙一蒙脱土纳米复合材 料，其力学性能和热稳定性与纯树脂相比有很大的 提高，具有高强度、高模量和高变形温度。除了具 有优良的力学性能外，聚合物基纳米复合材料还表 现出不同于基体的光学、电学性能。这些性能的提 高将使这类新材料在汽车、飞机、电子、建筑、化 工、新型高效催化剂、生物材料和环境保护材料等 技术领域得到日益广泛的应用。自80年代初由 Komarneni提出 “纳米复合材料”的概念以来，纳 米复合材料的研究得到了迅速的发展，由于其综合 了基体与纳米粒子的共性，因而有很好的性能 。 在IPC4101A一2001中，基材的阻燃性能业已成 为非常重要的性能，基材的绿色化和安全问题必须 提升到—个更高的角度来认识，科学技术进步是推 动标准发展的重要因素，纳米材料和纳米技术对基 材的绿色化将产生潜在的冲击，显示出了广阔的应 用前景，是阻燃技术的革命。但是，单一的阻燃材 料和手段在基材的性价比和技术上都有一定的局限 性。该标准规定了刚性基材的阻燃材料的种类，可 喜的是体现了基材发展的绿色趋势，但是，目前基 材的阻燃材料多种多样(远不只标准规定的种类)， 阻燃方式灵活多变，而且，纳米材料在基材的绿色 化过程中有着非常广泛的应用前景。因此，纳米材 料对基材绿色化的冲击将对标准产生一定的影响， 对标准的下次修订有一定的借鉴意义。 由于聚合物材料(塑料、橡胶、纤维)的易燃性， 造成了众多的火灾事故和人员伤亡，阻燃技术是针 对聚合物材料而采用的一种防护 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ，即阻止材料 的燃烧及延缓火焰的蔓延，从而减少火灾的发生， 6 或将火灾控制在一定的范围，为火灾的扑救赢得宝 贵的时间。阻燃技术包括阻燃剂及阻燃材料的制备 及工艺，阻燃机理的研究等方面，由于目前使用的 阻燃剂造成了材料在力学性能、价格、环境污染等 方面的不足之处，因此发展新的阻燃技术是当前急 需解决的一个重要问题。纳米技术在传统的阻燃材 料中的应用为阻燃技术开辟了一个新的领域，并有 可能实现产业化。 20世纪80年代末及90年代初兴起的聚合物／ 无机物纳米复合材料，是将纳米级无机物(如层状 硅酸盐)分散于聚合物基材(分数相)中形成的插层型 或剥离型复合材料。与常规的聚合物／填料型复合 材料不同，它们具有一系列可贵的优点。当其中的 无机物含量仅2％～5％时，不仅原基材的一些物理 一 机械性能得以改善，而且耐热性和阻燃性也显著 提高。这种有机／无机纳米复合材料的出现，为阻 燃技术开辟了新的途径，被国外誉为阻燃技术的革 命。为了开发新的阻燃高分子材料，近年国外有人 将常规阻燃系统与纳米级无机物结合使用，希望减 小常规阻燃剂用量，以便能在提高材料阻燃性的同 时，改善材料的物理一机械性能，即克服单一常规 阻燃系统带来的恶化基材物理—棚械性能的弊端[ 1。 将纳米级无机物与某些常规阻燃剂结合制得的 阻燃纳米复合材料，同时兼具良好的阻燃性和物理 机械性能，是有应用前景的新一代阻燃高分子材 料。 随着高度信息化时代的到来，电子元器件已进 入了高集成度、高可靠性的新阶段。安装它们所必 需的基板——印制电路板已成为大多数电子产品不 可缺少的重要组成部件。作为PCB制造中的主要基 板材料，覆铜板起着导电、绝缘和支撑等三个主要 方面的功能。PCB的性能、质量、制造中的加工性、 成本、水平等很大程度上取决于基板材料。玻璃布 增强环氧覆铜板，如FR一4和FR-5等品种已成为目 前应用于电子计算机、通讯设备、仪器仪表等电子 产品中印制电路板的主流。 从材料的阻燃性能考虑，覆铜板可分为阻燃 型和非阻燃型两大类，其中阻燃型占主导地位。阻 燃型基板材料又分为含溴—锑的阻燃基材及不含溴 ～ 锑的绿色型基材即环境友好型基材。 自1986年 起，卤系阻燃材料工业的发展遇到二～英(Dioxin) 问题的困扰，即卤系阻燃剂在高温裂解及燃烧时， 维普资讯 http://www.cqvip.com 印制电路信息 (2003 No． 综述与评论 产生有毒的多溴二苯并呋喃 (PBDF)及多溴代二 苯并二—烷，这是一类可损害皮肤和内脏，并具有 导致机体畸形和致癌的物质。因此，卤系阻燃高分 子材料在欧洲未能获得绿色环保标志。世纪90年代 起，电子产品的技术开发也越来越要求适应环境， 因此，环境友好型基板材料的发展速度也越来越 快。采用不含卤素的阻燃型基板材料，已成为当今 多数板材绿色化的重要方向。主要表现在：(1)世 界许多国家或地区(特别是欧洲)已制定并颁布了 众多有关限制或禁用含卤系阻燃剂的基板材料的法 规，有关法规在2I)04年左右将会强制执行。而我国 作为基板材料的生产大国，阻燃产品主要为卤系阻 燃型。(2)世界一些著名电子产品厂家已开始使用 不含卤素的PCB基材。20世纪中后期，环境友好阻 燃环氧树脂覆铜板的研究越来越受到人们的重视。 因为环氧树脂覆铜板，包括纸基、玻璃布基、复合 基及积层多层板型，是基板材料的主要品种，而其 中大多数是非环境友好阻燃型⋯。 因此，开发非卤阻燃的环境友好环氧树脂板材 代替现有的高卤或低卤型板材具有十分重要的环保 价值，也具有重大的经济意义。要开发环境友好阻 燃环氧树脂覆铜板应该从以下几个方面入手：(1) 开发不含卤素的阻燃型环氧树脂；(2)采用非卤的 具有阻燃性的固化剂；(3)添加非卤型阻燃剂；(4) 采用纳米技术阻燃。 阻燃剂是高分子材料加工的重要助剂之一，加 入后能使合成材料具有难燃性、自熄性和消烟性： 根据阻燃剂与被填充物之间关系的不同，可将其分 为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。添加型阻燃剂是 在聚合物材料的成型过程中，通过物理混合分散到 材料中；反应型阻燃剂是通过化学反应结合到聚合 物分子的主链或支链上。在阻燃剂领域中无机阻燃 剂是使用最早，至今也是用量最大的品种，它是添 加型的阻燃剂，主要包括锑系阻燃剂、铝系阻燃剂、 磷系阻燃剂、硼系阻燃剂等。 如超细化的氢氧化镁阻燃剂系无机添加型无毒 阻燃剂，具有阻燃、消烟、阻滴、填充、安全价低 等优点，它具有热稳定性高、高效的促基材成碳作 用和强除酸能力等特性。氢氧化镁从340~C开始分 解到490℃终止，变成氧化镁，总吸热量为44．8kJ／mol， 这正是它抑制聚合物材料燃烧的原因。 无论使用无机阻燃剂还是有机阻燃剂，都提高 了聚合物的阻燃性能。但同时存在如下严重问题： (1)有毒气体的释放，大量的烟雾；(2)添加量大，影 响机械性能；(3)环境污染，这在很大程度上限制了 聚合物材料的使用范围，因此开发新型、清洁、高 效阻燃剂及阻燃材料便成为阻燃技术领域的重要问 题=聚合物／层状无机物纳米复合材料是一种有希 望同时满足上述要求并具有较高阻燃性能的一种新 型材料。纳米复合材料是指将材料中的一个或多个 组分以纳米尺寸或分子水平均匀地分散在另一组分 的基体中，实验证明，因其存在超细的尺寸，所以 各种类型的纳米复合材料的性质比其相应的宏观或 微米级复合材料均有较大改善。鳞片状粘土或其它 层状无机物能够碎裂成纳米尺寸的结构微区，其片 层间的距离一般在几到十几，可以容纳某些单体和 聚合物，它们可以让某些聚合物嵌入到其纳米尺寸 的夹层空间中，形成 “嵌入纳米复合材料”和 “层 离纳米复合材料”。 在形成聚合物／层状无机物纳米复合材料的结 构同时，材料本身的性能也将发生变化，除了在结 构号性能表现各向异性，对材料的力学性能和光学 性能均有影响，层状无机物在聚合物材料中起到增 强增韧作用。同时在嵌入纳米复合材料中，由于无 机夹层是一种受限体系，聚合物分子被束缚在无机 夹层中，分子链的转动和平动以及链段的运动都受 到极大的阻滞，所以聚合物的玻璃化温度比纯树脂 有所提高[1 1-14I。 超细化的阻燃剂可以改善材料的力学性能，减 少阻燃剂的使用量，满足工艺要求。而聚合物／层 状无机物复合材料具有比传统填充材料优异的力学 性能、热性能、阻燃性能、各向异性等。目前，纳米 技术在阻燃材料中的应用主要集中在合成与性能的 评估。今后的发展方向应从以下几个方面考虑：(1) 纳米级超细阻燃剂粉体的制备方法及储运等问题， 主要探索对环境污染小、团聚少的阻燃剂粉体及其 制造方法，研究聚合物阻燃母粒，解决超细粉体的 储运及添加等问题；(2)研究纳米级超细复合阻燃剂 粉体，以满足阻燃协调体系的要求及减少阻燃剂的 用量；(3)无机层状化合物的筛选及改性，通过合适 具有阻燃性有机化合物和无机物改性无机层状化合 优良的阻燃特点，有利于产业化的进行；(4)研究聚 合物／层状化合物纳米复合材料的阻燃机理、热力 学和动力学。研究纳米复合材料的微结构及形成机 7 维普资讯 http://www.cqvip.com 综述与评论 印制电路信息 (2oo3 No． 理，以及其阻燃机理，有利于更好地制备具有优良 阻燃性能和物理性能的阻燃聚合物／层状无机物纳 米复合材料[15-18l。 对聚合物／LS纳米复合材料而言，当Ls添加 量小于5％时即可明显改善材料的阻燃性。所有含 蒙脱土(MM T)的纳米复合材料，其可燃性均可降 低。此类材料阻燃机理的很多问题尚未为人所知， 一 旦阻燃机理被揭示，聚合物／LS纳米复合材料不 仅会具有含添加型阻燃剂高聚物的良好阻燃性能， 而且会同时改善材料的物理一机械陛能而成为新一 代阻燃高分子材料。纳米级LS(或其他无机物)既可 单独作为添加型阻燃剂，也有可能与其它添加型阻 燃剂并用。 在印制线路板基材体系中，填料的应用和研究 也成为一个重要的发展方向，在诸多板材型号中有 关于填料的要求。随着复合材料的不断发展和进 步，填料在基材中所起的作用也在不断地变化和提 高。 超细矿物填料在复合材料中发挥作用的方面很 多，几乎可影响复合材料的产品设计、性能及生产 工艺的全过程。目前填料发挥作用的重心发生了明 显的变化，即从早先的降低成本型向改善产品性能 方面转变，使填料本身功能化，具有降低成本和定 向改性的双重作用效果。超细填料在复合材料中的 主要作用有：(1)降低成本，增大容量，利用矿填料 取代部分树脂基体物质。(2)增强和补强作用。填料 的活性表面可与若干大分子链相结合，与基体形成 交联结构。填料交联点可传递、分散应力起加固作 用，而且产品的硬度、强度会明显提高。例如填料 表面施以耦联剂，产品的抗撕裂强度会明显提高； 纤维状矿物则可提高复合材料制品的抗冲击强度。 填料的硬度高低与产品的抗压强度呈正相关。另 外，填料还可改变热塑性塑料的粘性，并减小蠕变 程度等。颗粒弥散补强作用，与粉体粒度有极为密 切的关系。(3)调整流变性，如、粘性、防止收缩、改 进表面性能等。(4)改变制品的化学性质，如降低渗 透性；改变界面反应性、化学涪陛、耐水陛、耐候 性、防火阻燃性、耐油性等以及着色、发孔、不透 明性等。(5)改善热陛能；提高热变形温度，降低比 热，提高导热系数等。(6)改进电磁功能。不降低电 学性质，同时提高耐电弧陛等。填料在复合材料中 8 发挥作用的优劣，很大程度上依赖于矿物粒度分布 和矿物颗粒与基体问的粘结力。由于矿物性质的多 样性，使矿物在基体中发挥的作用与功能往往是多 方面的；同样，由于不同矿物填料性质的相似性， 使矿物填料的选用有较大的优化余地。 超细矿物填料的选择及其技术要求选择矿物填 料时，要考虑许多因素，例如，(1)价格(包括改性后 的售价)低于树脂，且有足够来源 ；(2)无毒、无刺 激性、无味，不与基体或添加剂发生有害反应；(3) 工艺性好，如易于润湿、分散，粘度和流变性好； (4)稳定性好；(5)有利于改进复合材料的性能。对于 某一具体的产品和矿物填料品种来讲，还要考虑如 下因素：(1)最佳粒度分布；(2)矿物表面的催化活性 ；(3)分散性与粘结性等}l(J，2I}l。 比方说，重质碳酸钙是塑料填料中最重要的一 类，它是由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、白 垩磨碎而成，简称重钙。重钙由于价格低廉、化学 纯度高、情陛大、不易化学反应、热稳定性好、在 4()0℃以下不会分解、白度高(可达9I)以上)、吸油率 低、硬度低磨耗值小、无毒、无味、无臭、分散性 好等众多优点而成为塑料工业中首选且应用最广泛 的填料。重钙作为塑料填料，不仅起到增容、增量、 降低成本的作用，而且作为功能性填料，还起到以 下作用：提高加 陛能，如改善流动I生；提高充填 塑料时的分散陛能；提高耐磨性能；提高塑料制品 机械力学性能，如拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、 断裂伸长率；提高塑料制品热学性能：如提高热变 形温度、导热系数和耐燃陛、降低热膨胀系数和比 热；改善成型加工性能：由于改性后的碳酸钙的填 充率增加，可促进聚合物结晶时的成核作用，增加 高温时的刚度、强度，提高制品尺寸稳定性。重钙 填料在复合材料工业中占有极其重要的地位I2l】。 超细粒子卓越的理化性质对于无机矿物来说， 由于实现了超细化，填料比表面积大幅度增加，表 面能增大，表面活陛增大，因此，称超细粒子具有 “表面效应”、“体积效应”和 “量子效应”。有人把 20gm～lgm以下的粒子称为超细粒子，把粒径为 lgm～100gm以下的粒子称为超微粒子，而把粒径 为lgm～100gm的粒子称为纳米粒子。超细粒子一 般以两种形式存在，即单分散的一次粒子和团聚的 二次粒子。一次粒子处于激发状态，有极高的反应 维普资讯 http://www.cqvip.com 印制电路信息 (2003 No． 综述与评论 能力，二次粒子处于相对稳定状态。一次粒子不稳 定，制备、分散都相当困难。在超细粉碎过程中，微 小颗粒的表面受到剧烈的摩擦，晶格扭曲，导致新 形成的表面上生成游离基或离子型活性中心，增强 了与有机高分子的相互作用。比表面积增大后将颗 粒吸收的机械能转化为表面能，从而大大提高超细 粒子的化学活性和表面活性。由于粒子的细微化， 因而它的许多物理、化学性质发生特殊变化，产生 了众多卓越的理化性质。 在高分子材料中，代表其物理性能的三大指标 是材料的强度、刚性和韧性。在纳米级填料开发使 用的过程中的指标这三个方面可望同时得到提高 【l9,22,2‘{1 。 毫无疑义，未来的印制线路板基材的研发将受 益于纳米级填料。 3 对今后印制线路板基材标准体系发展的 看法 纳米材料和纳米技术对标准的三个主要方面有 一 定或潜在的影响。而印制线路板基材制造业界上 下游产业所使用的标准绝大部分为国际标准。在新 世纪这些标准的发展也出现出一些特点。 发达国家构筑屏障，我国加入世界贸易组织之 后，由于许多技术标准达不到发达国家的要求，出 口受到越来越多的限制。美国、日本和欧盟利用技 术水平高的优势，频繁修订技术法规和标准，不断 提高门槛，人为地使发展中国家的产品达不到要 求，从而形成了一道不平等的屏障。欧盟通过的技 术标准达l0万多件，涉及电器、玩具、机械、建筑 等产品，凡是达不到要求的，一律不准进入欧盟国 家的市场。这些标准表面上是一视同仁，但实际上 不少是经过精心研究、专门针对某些国家或产品 的。这些发达国家还利用世贸组织关于技术标准的 协定，故意抬高标准。许多发展中国家受资金和人 才资源的限制，把制定国家标准的权力 “拱手”让 给了发达国家，这就决定了国际标准内容大都是有 利于发达国家的。 毫无疑问，作为世界上最大技术输出国美国及 其它重要技术出口国也就左右了产业技术的发展方 向和相应的国际标准的制定。我们要制定中长期的 赶超计划，争取在某些领域能有所突破，逐步打破 由于技术差距而形成的 “国际分工”格局。 从历史发展的正面看，标准化是世界经济一体 化的技术经纬，是沟通全球的生产、贸易、消费的 桥梁，它有助于消除技术壁垒。国际标准化组织及 其国际标准的作用不断扩大，领域不断扩展，越来 越得到各成员国的参与和认同，显现了世界“技术” 一 体化的倾向。但是，从国际贸易的现实看，有的 国家和国家集团却利用标准化的功能作用，使其成 为技术壁垒，为获取经济利益服务，在这个方面， 工业发达国家表现得尤为充分。当今发达国家的传 统产业和产品市场受到发展中国家的有力冲击，其 国内就业的压力增大，为了保护市场，又避免贸易 保护主义的责难，就利用标准化设置障碍[1241。 以技术标准作为贸易壁垒具有貌似公正，隐蔽 性强的特点，苛刻的技术、严格的安全和卫生标准， 相对于发达国家的技术能力而言，是容易实现的， 而发展中国家相对就比较困难。发展中国家由于科 学技术普遍落后于工业发达国家，在产品标准、安 全标准、卫生和环保标准等方面的要求均低于工业 发达国家，所以，从某种角度看是不平等的。但就 人类的进步和总体利益而言，发展中国家很难提出 反对的理由，结果发展中国家的工业制成品的成本 优势就难以发挥，导致商品无法符合进口国标准而 被拒之门外。 目前在全世界推行的两项管理标准：IS09000质 量管理和质量保证系列标准和IS014000环境管理 系列标准也是典型的例子。 就环境保护而言，这应该是全人类的共同命 题，它符合人类的共同利益，但就发达程度不同的 国家而言，却难以用统一的标准来衡量，尽管标准 本身将环境管理要求与各个国家各自的环境保护要 求相联系，但就国际贸易而言，就不能不与进口国 的环境保护法规和标准相联系，则发达国家与发展 中国家在环境保护方面的水平差距就变成难以逾越 的鸿沟。近几十年来，发达国家在发展高科技新兴 产业的同时，将消耗自然资源，污染环境的产业向 发展中国家转移【2s】，再加上发展中国家限于自身的 科学技术水平，社会发展水平，以及资金和社会就 业等等方面的压力，在保护生态、保护环境等方面 与发达国家存在明显差距，因此，如果以IS014000 标准为依据，发展成全球性的对企业的环境管理认 证，则对目前发展中国家的企业而言，绝对不是福 9 维普资讯 http://www.cqvip.com 综述与评论 印制电路信息 (2oo3 No． 音，而是又一道难以跨越的贸易技术壁垒 印制线 路板及其基材产业应该辨证地认识它! ISO9000系列标准的实施和应运而生的质量认 证制度与ISO14000标准一样，在发挥贸易技术壁 垒作用方面也有相同之处。ISO9000系列标准是从 50年代的美国军用标准演变而来的，目前成为国际 间质量体系认证的依据。实施体系认证的初衷是为 了解决不少产品难以建立统一的产品认证标准的难 题，因此略去产品的技术特性，而转向对企业质量 管理和质量保证的共性进行评估认可，目的也是为 了建立贸易的质量信赖关系，促进贸易的发展。这 一 认证制度的实施结果是有益于沟通贸易信赖关 系，还是增加了贸易技术壁垒，目前还难以做出评 估。由于对国际标准的认识不足，有些企业对标准 的综合理解还是比较浮浅的，其实施的效果已经值 得我们进一步思考了。 近20年来，我国的改革开放政策顺应了世界经 济一体化的趋势，使我国国民经济充满了生机和活 力。现在时间上已不允许我们通过宏观和微观的自 我完善来J慢慢地解决这些问题，世界经济一体化趋 势和我国正式开放技术服务市场的承诺，以及随之 而来的法律条件和市场环境的变化，都对我们产生 巨大的压力，时不我待。高新技术标准化的方针是 “早期介入、积极跟踪、自主制定、适时出台，及时 修订”。 因为高新技术属交叉前沿性的，所以标准一定 要早期介入。从企业角度讲，标准化要在新品开发 阶段介入。积极跟踪一是要跟踪项目的开展，二是 跟踪国外技术与标准情况；二是采用国外的技术与 标准，经过消化吸收变为自己的标准。我们争取能 在标准化及相关领域，为我国在世界经济一体化的 过程中，逐步改变在国际分工中的位置，能在统一 的游戏规则中拥有更多的主动权，为最终实现印制 线路板基材在2l世纪跨入发达国家行列的宏伟目 标，尽我们应尽的历史义务。 纳米材料在印制线路板基材中的应用全世界都 站在同一起跑线上，因此，在关于其标准方面我们 应该有所动作，在战略上务必抢占先机! 在纳米材料和纳米技术的知识经济背景下，印 制线路板基材制造业的标准体系将何去何从?其实 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 早已在智者的书里面：大胆假设，小心求证! 参考文献 【l】李富田．市场竞争与企业标准化．中国标准化，2(x)2(1) 10 l 2】王金玉、国外标准化发展战略．石油工业技术监督，2(X)2 (1) 李晓琴．加入wT0与标准化．中国林业企业，2002(2) ⋯ 高艳茹．最新IPC标准一刚性及多层印制线路板基材规范 及其发展综述．印制电路信息，2O02(10) Ij】http：／／www．ipc．org 徐国材，张立德．纳米复合材料．化学工业出版社，2()()2．3 李宗全等．纳米复合材料力学性能的研究．材料科学与工 程 ．2001(19)：4 【8】欧育湘，吴俊浩，王建荣．新一代阻燃高分子一聚合物／ 无机物纳米复合材料．中国工程学，2(X)1(3)：2 【91史彦山，吴俊浩，欧育湘．纳米无机材料与常规阻燃剂复 合的新型阻燃系统 ．化工进展，20(1l(9) 【I()】王新龙，韩平．环境友好阻燃环氧树脂覆铜板研究进展． 电子元件与材料，2002(7) 【II】李宝莲．溴代环氧树脂在印制线路板和封装材料中的应 用．化工新型材料，1997(11) 【l2】Jeffrey W、Gilman．Flammability and thermal stability studies of polymer layered—silicate clay nanocomposites，Applied Clay Science 15，1999：31-9 【l3】H．SCHMIDT，G．JONSCHKER，S．GOEDICKE AND M ．M ENNIG．The Sol-Gel Process as a Basic Technology for Nanoparticle—Dispersed Inorganic—Organic Composites、 Journal of Sol-Gel Science and Technology．19，39，l，2(XX) 【l41 F．Dietsche，R，M haupt．Therm al properties and flammability of acrylic nanocomposites based upon organophilic layered silicates．Polymer Bulletin 43．395， 1999．2 【l5】A．D．La Rosa，A．Recca，J．T．Carter，P．T．McGrail、An oxygen index evaluation offlanmmbility on modified epo xy／ polyester systems．Polymer 40(1999)：4093～098 【]61 Peter C．LeBaron，Zhen Wang，Th omas J．Pinnavaia、 Polymer—layered silicate nanocomposites"an Overview． Applied Clay Science 15，1999；l1-9 【L7】吴金坤，高分子材料的阻燃抑烟技术．化工新型材料， 1997 7 【L8】舒中俊．聚合物／粘土纳米复合材料的制备及燃烧性能 的研究进展、消防科学与技术，2002 【l9】卢秀萍，文志红．无机填料对聚合物的增韧增强作用．天 津轻工业学院学报，l9H97(1) 【2Ol吴绍吟，马文石．橡塑工业中无机填料高性能化研究进 展．中国塑料，19999(13)：6 【2l】董发勤，张宝述，白忠等．超细矿物填料的特性及在塑 料中的应用．非金属矿，1999(22)：6 [221 Gilman J W，Kashiwagi T．Lichtenhan J D，Nanocomposites： A revolutionary new flame retardant approach．SAMPE Journal，1997，33(4)：40～46 [231舒中俊，刘晓辉，漆宗能．聚合物／粘土纳米复合材料研 究．中国塑料，2000，l4(3)：12～l8 [241乔材．企业标准化观念的更新．铁道技术监督，2oo2(1) [251程相印．技术创新与企业标准化．企业标准化，20o2(3) 维普资讯 http://www.cqvip.com