高速高頻化PCB主要特性與基板匯報(bào)材料

1、 . . 15/15高速高頻化PCB主要特性與基板材料 日期： HYPERLINK :/ J.Dummrich對(duì)世界這一發(fā)展趨勢(shì)，曾作過(guò)這樣的評(píng)價(jià)：“1999年是全球PCB產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上最具有戲劇性的一年，無(wú)論在全球市場(chǎng)結(jié)構(gòu)上或在技術(shù)的演變上，都面臨著重要的轉(zhuǎn)變?！?據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家介紹，該會(huì)長(zhǎng)提與的全世界環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)的“市場(chǎng)結(jié)構(gòu)上或技術(shù)上”的重要轉(zhuǎn)變，其一個(gè)重要的表現(xiàn)方面，就是高速化與高頻化環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)市場(chǎng)的迅速興起和發(fā)展。 2、發(fā)展高速化、高頻化PCB已成為PCB業(yè)當(dāng)前的重要工作 目前日本業(yè)在發(fā)展“差別化戰(zhàn)略”中，把發(fā)展高速化、高頻

2、化環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)的制造技術(shù)，擺在相當(dāng)重要的地位。也是這樣：不少的大型環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)生產(chǎn)廠家，近幾年來(lái)重點(diǎn)發(fā)展這類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)的制造技術(shù)。例如，南亞電路板公司在高速化、高頻化PCB的品種發(fā)展上作了很多的開(kāi)發(fā)、研究工作。所使用的低介電常數(shù)基板材料的數(shù)量，在近幾年已攀升到世界的前幾名的大廠(在2000年間，低的基板材料使用量，成為居世界第2位的廠家）。對(duì)于高速化、高頻化PCB的發(fā)展前景，南亞高層管理者報(bào)有十分樂(lè)觀的態(tài)度。他們預(yù)測(cè)這種高速化、高頻化PCB產(chǎn)品的市場(chǎng)需求高峰出現(xiàn)的契機(jī)，可能會(huì)在2003年下半年。 在發(fā)展高速化、高頻化環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)

3、產(chǎn)業(yè)中，從它的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，到選擇基板材料、產(chǎn)品制作、產(chǎn)品檢驗(yàn)都處處包含著新技術(shù)、新水平。它的應(yīng)用領(lǐng)域也提升到一個(gè)新的高檔次產(chǎn)品方面。因此中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家認(rèn)為，高速化、高頻化環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)產(chǎn)業(yè)，是帶有高附加值的、具有“知識(shí)經(jīng)濟(jì)”產(chǎn)業(yè)。 發(fā)展高速化、高頻化環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)產(chǎn)品，將給其帶來(lái)新的商機(jī)、新的廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。例如，電子元器件和電子產(chǎn)品，在信號(hào)傳輸速度上更加發(fā)展其高速化，就可更快地推動(dòng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的進(jìn)步。一些電子產(chǎn)品就更快推出新一代的產(chǎn)品。一位PCB專(zhuān)家在此方面發(fā)展上，曾作了這樣兩個(gè)形象的預(yù)測(cè)：“如果等到有一天，出現(xiàn)用各人電腦下載一部DV

4、D的影片只用30秒，根本不用跑到商店去花錢(qián)購(gòu)買(mǎi)、或租賃就可以在家里迅速看到，這時(shí)候真正的對(duì)這種新一代電腦的大量需求就會(huì)到來(lái)”。 再例如通過(guò)電腦、移動(dòng)等帶有影視的通訊工具，就可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)行商務(wù)的談判與交往、就可以實(shí)現(xiàn)更直觀地與相隔很遠(yuǎn)的朋友、親友象似“面對(duì)面”的進(jìn)行聊天。那幺這類(lèi)視訊產(chǎn)品的發(fā)展前景是非常廣闊的。因此作為這類(lèi)高速化、高頻化PCB產(chǎn)品所需要印制電路板，也隨之會(huì)出現(xiàn)很大的市場(chǎng)。2009年1月23日訊：當(dāng)前，生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產(chǎn)廠的重要課題。中國(guó)環(huán)氧

5、樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國(guó)外的開(kāi)發(fā)進(jìn)展以與在環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)制造中，達(dá)到最佳對(duì)這類(lèi)基板材料的選擇和應(yīng)用，是當(dāng)前需要開(kāi)展的一項(xiàng)十分重要和必要的技術(shù)工作。 3、高速高頻化PCB用基板材料更加突出到重要地位 在發(fā)展高速化高頻化環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)產(chǎn)業(yè)中，所用的基板材料更加突出到重要地位。據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家介紹，它主要表現(xiàn)在以下2方面： (1)選擇適宜的基板材料是實(shí)現(xiàn)PCB的高速高頻化重要方面。 要賦于環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)高速、高頻化的特性，主要是通過(guò)兩方面的技術(shù)途徑：一方面，是使

6、這種PCB發(fā)展成為高密度布線（微細(xì)導(dǎo)線與間距、微小孔徑）、薄形以與導(dǎo)通、絕緣的 高可靠性。這樣可以能進(jìn)一步縮短信號(hào)傳輸?shù)木嚯x，以減少它在傳輸中的損失。另一方面要采用具有高速、高頻特性的PCB用基板材料。而后者的實(shí)現(xiàn)，是要求環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)業(yè)開(kāi)展對(duì)這類(lèi)基板材料的深入了解、研究工作；找出、掌握準(zhǔn)確控制的工藝方法。以此來(lái)達(dá)到所選用的基板材料與PCB 的制造工藝、性能與成本要求能夠?qū)崿F(xiàn)合理匹配的目的。 (2)基板材料起著保證PCB性能與可靠性，提高競(jìng)爭(zhēng)性的重要作用。 由于基板材料在發(fā)展高速高頻化PCB技術(shù)與產(chǎn)品中具有突出的重要地位。所以，許多環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)廠家在開(kāi)發(fā)這類(lèi)PCB

7、產(chǎn)品中，把其研究、實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)放在對(duì)所選基板材料上。以的大量生產(chǎn)高速化、高頻化PCB的工廠南亞電路板公司為例，近幾年來(lái)把技術(shù)工作重點(diǎn)，投入到對(duì)基板材料生產(chǎn)廠家送來(lái)的基材的研究、選擇、實(shí)驗(yàn)、調(diào)整自有工藝之上，據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家介紹，他們付了很大的財(cái)力、物力，也取得了很大的成效。日本不少PCB 廠家在開(kāi)拓世界高速高頻化PCB市場(chǎng)的工作中，以加快應(yīng)用高水平的此基板材料為“有利武器”嘗到了相當(dāng)大的“甜頭”。 中國(guó)環(huán)氧網(wǎng)(中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)在線).epoxy-2009年1月24日訊：消當(dāng)前，生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹(shù)脂印刷

8、線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產(chǎn)廠的重要課題。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國(guó)外的開(kāi)發(fā)進(jìn)展以與在環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)制造中，達(dá)到最佳對(duì)這類(lèi)基板材料的選擇和應(yīng)用，是當(dāng)前需要開(kāi)展的一項(xiàng)十分重要和必要的技術(shù)工作。 二、高速高頻化PCB主要特性與基板材料介電特性的關(guān)系 1、高速高頻化PCB特性與基板材料、tan關(guān)系 高速高頻化的PCB特性，主要表現(xiàn)在3個(gè)方面： (1)具有傳輸損失()小，傳輸延遲時(shí)間(Tpd)短，信號(hào)傳輸?shù)氖д嫘〉奶匦浴?(2)具有優(yōu)秀的介電特性(主要指：相對(duì)介電常數(shù)性r

9、 ；介質(zhì)損失角正切性tan)。并且這種介電特性(r、tan)在頻率、濕度、溫度的環(huán)境變化下仍能保持它的穩(wěn)定穩(wěn)定； (3)具有特性阻抗(Zo)的高精度控制。 上述高速高頻化的環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)特性，是由PCB的基板材料特性所保證的。要達(dá)到上述的特性，就需要基板材料具有低相對(duì)介電常數(shù)性(r ，以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“介電常數(shù)”，簡(jiǎn)化用表示)、低介質(zhì)損失角正切性(tan)。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，高速高頻化PCB的低傳輸損失、少傳輸延遲、高特性阻抗的精度控制的特性與基板材料電常數(shù)性、介質(zhì)損失角正切的關(guān)系如圖1所示。 圖1是以帶狀線的傳輸方式為例，來(lái)說(shuō)明了環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PC

10、B)的各個(gè)信號(hào)傳輸?shù)南嚓P(guān)特性與PCB基材特性的相互關(guān)系。在實(shí)現(xiàn)高速傳輸?shù)倪^(guò)程中（特別是網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^(guò)程中），隨著信號(hào)的衰減，它的信號(hào)延遲也在增加。因此中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，高速化、高頻化PCB實(shí)現(xiàn)低傳輸損失化將是十分重要的。 導(dǎo)體電路上的傳輸損失大體包括導(dǎo)體損失(c)介質(zhì)（絕緣體）損失(d)、輻射損失3個(gè)方面。前兩者都與頻率的大小相關(guān)，它們之間成正比的關(guān)系。其中，介質(zhì)損失(d)是主要受到基板材料絕緣層的介電常數(shù)()、介質(zhì)損失角正切(tan)這2個(gè)介電特性所支配。而又對(duì)傳輸延遲、特性阻抗精度控制有著重要的影響。 上述的、tan兩個(gè)介電特性，和基板材料絕緣層的厚度、導(dǎo)電層的

11、電路圖形形狀等，一起構(gòu)成了對(duì)特性阻抗值高精度控制的3個(gè)重要因素。實(shí)現(xiàn)傳輸、處理高頻信號(hào)的環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)，除了需求它所用基材的低介電常數(shù)化、低介質(zhì)損失角正切外，還需要這2項(xiàng)介電特性在頻率、濕度、溫度的環(huán)境變化下，都表現(xiàn)出飄浮性要小，穩(wěn)定性高的特性。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家說(shuō)，對(duì)高速、高頻化環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)所用的基材的性能要求，除了要具有上述的介電特性外，還應(yīng)兼?zhèn)淦渌饕匦匀鐑?yōu)異的耐熱性、加工性、成型性、可適應(yīng)于可制造30層等特性。2009年2月1日訊：消當(dāng)前，生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹(shù)脂印刷

12、線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產(chǎn)廠的重要課題。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國(guó)外的開(kāi)發(fā)進(jìn)展以與在環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)制造中，達(dá)到最佳對(duì)這類(lèi)基板材料的選擇和應(yīng)用，是當(dāng)前需要開(kāi)展的一項(xiàng)十分重要和必要的技術(shù)工作。 2、基板材料的介電常數(shù) 介電常數(shù)(dielectric constant，簡(jiǎn)稱(chēng)或Dk)是指在規(guī)定形狀的電之間填充分電介質(zhì)而獲得的電容量(C)與一樣電極之間為真空時(shí)的電容量(C0)的之比(C/C0)，稱(chēng)為介電常數(shù)。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家介紹說(shuō)，由定義可見(jiàn)介電

13、常數(shù)表示電介質(zhì)電容器電容，與真空電容的比率。它的宏觀上表現(xiàn)出這種材料存儲(chǔ)電能能力的大小。介電常數(shù)的同義詞是“電容率”，日文為“誘電率”。由字面上可以體會(huì)到與之間的關(guān)系含義。當(dāng)基板材料的介電常數(shù)(即電容率)較大時(shí)，即表示信號(hào)線中的傳輸能量已有不少被“蓄容”在基板材料中，如此就造成信號(hào)完整性變差，傳送速率減慢。 關(guān)于對(duì)信號(hào)傳輸速度的影響問(wèn)題，電路板協(xié)會(huì)(TPCA)技術(shù)專(zhuān)家白蓉生先生也打了兩個(gè)生動(dòng)、形象的的比喻：“正如同高速公路上若有大量污泥存在時(shí)，其車(chē)驅(qū)動(dòng)的部分能量會(huì)被吸收，車(chē)速也會(huì)隨之減慢?！庇秩纾骸霸趶椈墒铰访嫔吓懿綍r(shí)，其速度自然不如正常面跑得快，原因當(dāng)然還是部分能量被浪費(fèi)在彈跳掉了”(引自：

14、技術(shù)專(zhuān)家白蓉生：專(zhuān)家對(duì)電路技術(shù)術(shù)語(yǔ)手冊(cè)(2000版)。在電信號(hào)在環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)上傳輸中，部分像上述兩例吸收、消耗能量那樣會(huì)被損失一部分?；宀牧系牟煌瑯?shù)脂組成、不的增強(qiáng)材料會(huì)的會(huì)帶來(lái)不同程度的傳輸損失。圖1所示了各種不同的樹(shù)脂構(gòu)成的基板材料的介電常數(shù)與PCB的傳輸損失的對(duì)比。 3、基板材料的介質(zhì)損失角正切 介質(zhì)損失角正切(Dissipation Factor ，簡(jiǎn)稱(chēng)tan或Df)顧名思義即是當(dāng)信號(hào)或能量在電介質(zhì)里傳輸與轉(zhuǎn)換過(guò)程中所消耗的程度。理想的絕緣電介質(zhì)部并沒(méi)有自由電荷，而實(shí)際的電幾介質(zhì)部，總是存在有少量的自由電荷，因此是造成電介質(zhì)漏電與產(chǎn)生損失的原因。據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)

15、(.epoxy-)專(zhuān)家介紹，白蓉生專(zhuān)家對(duì)介質(zhì)損失角正切作了更加易懂的解釋?zhuān)骸八谛畔⑴c通信業(yè)界中最簡(jiǎn)單、最通俗的定義就是：信號(hào)線中已漏失到絕緣基材中的能量，與尚存在線中能量的比值?！?009年2月3日訊：消當(dāng)前，生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產(chǎn)廠的重要課題。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國(guó)外的開(kāi)發(fā)進(jìn)展以與在環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)制造中，達(dá)到最佳對(duì)這類(lèi)基板材料的選擇和應(yīng)用，是當(dāng)前需要開(kāi)展的一項(xiàng)

16、十分重要和必要的技術(shù)工作。 實(shí)現(xiàn)傳輸、處理高頻率信號(hào)的環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)，在信號(hào)傳輸損失方面，除了需求它所用的基板材料的低介電常數(shù)、低介質(zhì)損耗角正切外，還與PCB的導(dǎo)線寬度、絕緣層的厚度、特性阻抗等相關(guān)。圖4表示了導(dǎo)線寬度、絕緣層的厚度與傳輸損失的關(guān)系。 三、高速化、高頻化PCB基板材的特性與技術(shù)的發(fā)展 環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)用基板材料高速、高頻特性(即主要指低、低tan性)，是由它所組成的樹(shù)脂、增強(qiáng)材料(包括填充分材料)、銅箔、工藝條件等諸因素所構(gòu)成的。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，其中最重要的因素是樹(shù)脂。圖5所示了這一關(guān)系。2009年2月4日訊：消當(dāng)前，生

17、產(chǎn)、開(kāi)發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產(chǎn)廠的重要課題。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國(guó)外的開(kāi)發(fā)進(jìn)展以與在環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)制造中，達(dá)到最佳對(duì)這類(lèi)基板材料的選擇和應(yīng)用，是當(dāng)前需要開(kāi)展的一項(xiàng)十分重要和必要的技術(shù)工作。 1、不同樹(shù)脂所構(gòu)成的高速、高頻PCB用基板材料 (1)不同樹(shù)脂所構(gòu)成的高速、高頻PCB用基板材料 基板材料所用的樹(shù)脂的介電常數(shù)、介質(zhì)損失角正切的高低，主要受到技術(shù)的結(jié)構(gòu)本身的極化程度大小

18、而定。極化程度愈大，介電常數(shù)值就愈高。因此中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，消除或降低樹(shù)脂中的易極化的化學(xué)結(jié)構(gòu)，來(lái)達(dá)到有效的降低基板材料、tan值。以下分別介紹各種具有高介電特性的樹(shù)脂構(gòu)成的高速、高頻PCB用基板材料的特性情況。 聚四氟乙烯樹(shù)脂(PTFE)。 在低介電常數(shù)、低介質(zhì)損失角正切基板材料所用的樹(shù)脂中，早期應(yīng)用較多的是聚四氟乙烯樹(shù)脂(PTFE)。這種低樹(shù)脂的基板材料,在1975年間被收入到美國(guó)軍標(biāo)中,從此在以航天、航空、軍工業(yè)為中心的領(lǐng)域中,得到長(zhǎng)年的使用。但PTFE樹(shù)脂的玻璃化溫度接近室溫，它像一般熱塑性樹(shù)脂那樣尺寸穩(wěn)定低，而在機(jī)械強(qiáng)度、熱傳導(dǎo)性等方面又不如熱固性樹(shù)脂的

19、材料。在印制電路板的制作上必須要經(jīng)特殊的電鍍前處理，并且它在成型加工、機(jī)械加工(切削加工)上較為困難。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，這使得PTFE樹(shù)脂基材無(wú)法制造高密度化環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)和高多層化PCB產(chǎn)品。 聚酰亞胺樹(shù)脂(PI) 聚酰亞胺樹(shù)脂(Polyimides，簡(jiǎn)稱(chēng)PI)是分子主鏈上含有酰亞胺環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)鏈高聚物樹(shù)脂。它是具有很高耐熱性的、開(kāi)發(fā)較早的樹(shù)脂。也是最早應(yīng)用于基板材料制造的耐高溫、較低性的樹(shù)脂。在IPC4101A標(biāo)準(zhǔn)中，這種基材有多種型號(hào)的編號(hào)。如：NO.40板(Tg200), NO.41板(Tg250), NO.42板(Tg:200250)。在MI

20、L標(biāo)準(zhǔn)中(S13949H)為“GI”板。用聚酰亞胺樹(shù)脂制作的PCB基板材料，具有高Tg性，并還兼?zhèn)涞徒殡姵?shù)性(改性PI樹(shù)脂的基板材料值可達(dá)到3.33.6)。因而它目前已被大量地應(yīng)用在航天航空、軍工產(chǎn)品上以與大型計(jì)算機(jī)、大型通信設(shè)備中的PCB上。但它目前還存在著一些不足：表現(xiàn)在有較高的吸水率；在進(jìn)行層壓加工中易發(fā)生分層的現(xiàn)象；成本較高等。因此中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家預(yù)測(cè)：現(xiàn)在以至將來(lái)，這種基板材料成為高速高頻化的PCB基板材料的主流，是不可能的。 熱固性氰酸酯樹(shù)脂(CE) 熱固性氰酸酯樹(shù)脂(cyanate ester，簡(jiǎn)稱(chēng)CE)是一種具有很好的介電特性的樹(shù)脂，但考慮到它的成本

21、性、加工性，目前很少單獨(dú)地用于基板材料的制造中。往往是通過(guò)用環(huán)氧樹(shù)脂、雙馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂(bismaleimide，簡(jiǎn)稱(chēng)BMI)、高耐熱性的熱塑性樹(shù)脂等對(duì)其的改性，才成為優(yōu)異綜合特性的基板材料用樹(shù)脂。特別突出的改性CE的成功例，是由雙馬來(lái)酰亞胺與氰酸酯樹(shù)脂合成出的雙馬來(lái)酰亞胺三嗪樹(shù)脂(bismaleimide-triazine，簡(jiǎn)稱(chēng)BT樹(shù)脂)。它是一種優(yōu)秀的低r性的基板材料用樹(shù)脂材料。近幾年來(lái)，它的市場(chǎng)需求在不斷擴(kuò)大。日本三菱瓦斯化學(xué)公司于20世紀(jì)90年代中獲得將其應(yīng)用基板材料上的重大成果，成為了這類(lèi)基板材料世界上目前最大的生產(chǎn)廠家。 另外ISOLA(歐洲)、日立化成(日)等公司也有該類(lèi)基材產(chǎn)品

22、。由于它是一種重要的低基材，因此被列入到了世界的一些權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)之中(例如，在IPC-4101A標(biāo)準(zhǔn)中，定為30板；在IEC標(biāo)準(zhǔn)中，定為18板；在JIS標(biāo)準(zhǔn)中定為“GTI 1F板”)。BT樹(shù)脂中的極性官能團(tuán)含量很少，甚至不含活性氫的官能團(tuán)。這使得這種基板材料的r值很低。據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家介紹，它是一類(lèi)適用于高頻、高速化環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)要求的、有發(fā)展前景的基材產(chǎn)品。特別是較為廣泛地應(yīng)用在要求高速化的IC封裝基板上。美國(guó)SIA(美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì))組織已在近期將它列入20002010年半導(dǎo)體封裝基板用的重點(diǎn)發(fā)展的新型基板材料。但當(dāng)前這種BT樹(shù)脂基材在價(jià)格上與低、高Tg

23、性的FR-4基板材料相比，略還存在著一定的劣勢(shì)。2009年2月5日訊：當(dāng)前，生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產(chǎn)廠的重要課題。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國(guó)外的開(kāi)發(fā)進(jìn)展以與在環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)制造中，達(dá)到最佳對(duì)這類(lèi)基板材料的選擇和應(yīng)用，是當(dāng)前需要開(kāi)展的一項(xiàng)十分重要和必要的技術(shù)工作。 聚苯醚樹(shù)脂(簡(jiǎn)稱(chēng)PPE或PPO) 使用熱塑性樹(shù)脂作為基材的主樹(shù)脂，是開(kāi)發(fā)制作出低r、低tan基板材料的一個(gè)很

24、好的途徑。近20年左右，在這方面的開(kāi)發(fā)技術(shù)獲得了較大的進(jìn)展。它在基板材料中應(yīng)用最廣泛的是聚苯醚樹(shù)脂(簡(jiǎn)稱(chēng)PPE或PPO)。PPE樹(shù)脂為一種熱塑性樹(shù)脂 ，屬于非結(jié)晶材料。這種樹(shù)脂具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、高尺寸穩(wěn)定性、低吸濕率、低介電常數(shù)、低介質(zhì)損失角正切。它的r、tan特性，在溫度、濕度、頻率的變化下，具有很好的穩(wěn)定性。 為了解決熱塑性樹(shù)脂共有的耐熱性和耐溶劑性低下的問(wèn)題，多是利用高分子的互穿網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(IPN技術(shù))據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家介紹，就是在PPE樹(shù)脂中引入熱固性樹(shù)脂或可參預(yù)反應(yīng)的某種官能基團(tuán)等，使它成為聚合物合金化。常見(jiàn)引入的樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂、氰酸酯樹(shù)脂、含丙烯基的樹(shù)脂或

25、化合物等。自上世紀(jì)80年代以來(lái)，日本、美國(guó)、西歐等國(guó)家、地區(qū)已相繼開(kāi)發(fā)出了多種類(lèi)型的熱固性PPE覆銅板。解決該樹(shù)脂體系的熔融粘度過(guò)高；準(zhǔn)確、適當(dāng)?shù)剡x擇熱固化的樹(shù)脂比例量；壓制成型加工的更優(yōu)條件這些都是當(dāng)前所要進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)的主要課題。 改性環(huán)氧樹(shù)脂(低型EP) 環(huán)氧樹(shù)脂(EP)原本的介電特性對(duì)于高頻電路用基板材料來(lái)講，是并不很理想的；中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，對(duì)它進(jìn)行改性可達(dá)到低r性基板材料(低型FR-4)的特性要求。通過(guò)這條途徑而實(shí)現(xiàn)的低性基材，具有制造成本低、加工性好的優(yōu)勢(shì)。在改性的技術(shù)上, 盡管在國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道中有各種各樣的手段，但國(guó)外有的覆銅板技術(shù)專(zhuān)家認(rèn)為，目前較有

26、成效的主要有兩條渠道：其一，在環(huán)氧樹(shù)脂體系中引入帶有烷基結(jié)構(gòu)的，或低極性、較大分子基團(tuán)的樹(shù)脂固化劑。其二，在環(huán)氧樹(shù)脂體系中引入可以通過(guò)與原環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生固化反應(yīng)，起到對(duì)極性基團(tuán)進(jìn)行封閉作用的固化類(lèi)樹(shù)脂或化合物。 其它樹(shù)脂 為了使基板材料進(jìn)一步的降低其介電常數(shù)，國(guó)外覆銅板業(yè)還在最近幾年不斷地開(kāi)發(fā)出新型樹(shù)脂，并用它制作出低r性的基板材料。在這方面所采用的新型樹(shù)脂如：馬來(lái)酰亞胺苯乙烯樹(shù)脂(簡(jiǎn)稱(chēng)MS樹(shù)脂)、苯并環(huán)丁烯樹(shù)脂(簡(jiǎn)稱(chēng)BCB樹(shù)脂)。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，另外還有一些低r性、高熔點(diǎn)的熱塑性樹(shù)脂，例如聚醚酮醚樹(shù)脂(Polyether Ether Ketone， PEEK)等

27、。2009年2月6日訊：消當(dāng)前，生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產(chǎn)廠的重要課題。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國(guó)外的開(kāi)發(fā)進(jìn)展以與在環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)制造中，達(dá)到最佳對(duì)這類(lèi)基板材料的選擇和應(yīng)用，是當(dāng)前需要開(kāi)展的一項(xiàng)十分重要和必要的技術(shù)工作。 四、對(duì)高速高頻化基板材料的選擇與評(píng)價(jià) 1、高速高頻化基板材料的種類(lèi)與特性的對(duì)比 在目前世界上，主要可提供的高速高頻化基板材料的品種、牌號(hào)，見(jiàn)表1所示。各

28、種高速高頻化基板材料具有不同的優(yōu)、缺點(diǎn)，了解它們不同的優(yōu)、缺點(diǎn)，有助于PCB業(yè)在使用這類(lèi)基板材料上，對(duì)它們有最佳的選擇。并在制造高速高頻化環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)中，充分發(fā)揮它們的長(zhǎng)處，采取有關(guān)工藝措施去克服它們的短處。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，表2從基板材料的介電特性(、tan)、信號(hào)傳輸速度、耐金屬離子遷移性、耐熱性(Tg)、耐濕性、加工性、成本性等7個(gè)方面對(duì)比了各種不同的高速高頻化基板材料優(yōu)、缺點(diǎn)(按各性能項(xiàng)目，分別由好到劣地進(jìn)行了“排隊(duì)”)。2009年2月9日訊：消當(dāng)前，生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹(shù)脂印

29、刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產(chǎn)廠的重要課題。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國(guó)外的開(kāi)發(fā)進(jìn)展以與在環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)制造中，達(dá)到最佳對(duì)這類(lèi)基板材料的選擇和應(yīng)用，是當(dāng)前需要開(kāi)展的一項(xiàng)十分重要和必要的技術(shù)工作。 2、對(duì)基板材料的高速、高頻特性的評(píng)價(jià) 衡量、表征基板材料的具有高速、高頻特性的主要性能項(xiàng)目，是介電常數(shù)、介質(zhì)損失角正切。總體講，擁有高速、高頻特性的基板材料，都為低介電常數(shù)、低介質(zhì)損失角正切的基板材料。但具體講，它還要同時(shí)具備它的介電常數(shù)、低介質(zhì)損失角正切在頻率、溫度、濕度

30、的變化下表現(xiàn)穩(wěn)定的特性。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，不論是此類(lèi)基板材料的生產(chǎn)廠家，還是使用此類(lèi)基板材料的環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)生產(chǎn)廠家，都應(yīng)該認(rèn)真研究高速、高頻化基板材料在與頻率、溫度、濕度的變化關(guān)系，都具有那些共同的特性。 (1)與頻率的關(guān)系 圖6為不同樹(shù)脂基板材料的介電常數(shù)在不同頻率下的變化情況，圖7為 不同樹(shù)脂基板材料的介質(zhì)損失角正切在不同頻率下的變化情況。2009年2月10日訊：消當(dāng)前，生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產(chǎn)廠的重要課題。

31、中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國(guó)外的開(kāi)發(fā)進(jìn)展以與在環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)制造中，達(dá)到最佳對(duì)這類(lèi)基板材料的選擇和應(yīng)用，是當(dāng)前需要開(kāi)展的一項(xiàng)十分重要和必要的技術(shù)工作。 一般型樹(shù)脂基板材料在頻率變化的條件下，表現(xiàn)出、tan值變化較大的規(guī)律。特別是在1MHz到1GHz的頻率，它們的、tan值的變化更加明顯。例如，一般型環(huán)氧樹(shù)脂玻纖布基的基板材料(一般型FR4)在1MHz的頻率下的值為4.70，而在1GHz的頻率下的值變化為4.19。超過(guò)1GHz以上，它的值的變化趨勢(shì)于平緩。其變化趨勢(shì)是隨著頻率的增高，它的值在逐漸變小(但變化幅

32、度不大)。例如在10GHz下一般FR-4的值為4.15.具有高速、高頻特性的基板材料在頻率變化的情況下，值保持恒定。自1MHz到1GHz的變化頻率下，多為保持在0.02圍的變化。其值在不同頻率條件下(由低到高)，略微有下降的趨向。 一般型基板材料的介質(zhì)損失角正切(tan)，在受到頻率變化(特別是在高頻圍的變化)的影響而產(chǎn)生tan值的變化要比大。其變化規(guī)律是趨于tan值的增大。因此在評(píng)價(jià)一種基板材料的高頻特性時(shí)，要對(duì)其考察的重點(diǎn)是它的tan值變化情況。具有高速高頻特性的基板材料，在高頻下變化特性方面，與一般型基板材料存在著兩類(lèi)明顯的不同：一類(lèi)是隨著頻率的變化，它的tan值變化甚小。據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂

33、行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家介紹，還有一類(lèi)是在變化幅度上與一般型基板材料盡管相近，但它由于本身的tan值較低。 (2)與溫度的關(guān)系 圖8為不同樹(shù)脂基板材料的介電常數(shù)在不同溫度下的變化情況，圖9為不同樹(shù)脂基板材料的介質(zhì)損失角正切在不同溫度下的變化情況。 如圖8和圖9所示，基板材料的、tan與溫度變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系，是隨著溫度的升高而增大。其中tan的變化要比值變化表現(xiàn)得更加“敏感”。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，以一般型FR-4為例，有這樣的一組測(cè)試數(shù)據(jù)可以對(duì)此變化規(guī)律加以說(shuō)明：0.018(在-30下)0.020(在0下)0.022(在30下)0.024(在60下)0.028(在

34、90下)。高速、高頻化的基板材料，在溫度由低到高的變化條件下，其、tan變化幅度小，或、tan值本身基點(diǎn)就較低。2009年2月11日訊：消當(dāng)前，生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產(chǎn)廠的重要課題。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國(guó)外的開(kāi)發(fā)進(jìn)展以與在環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)制造中，達(dá)到最佳對(duì)這類(lèi)基板材料的選擇和應(yīng)用，是當(dāng)前需要開(kāi)展的一項(xiàng)十分重要和必要的技術(shù)工作。 (3)與吸濕性的關(guān)系 基板材料樹(shù)脂的分子

35、構(gòu)造中的極性大小，對(duì)它的高速、高頻化的特性有相當(dāng)大的影響。當(dāng)分子結(jié)構(gòu)中的極性越大，它的介電常數(shù)就越低。而水分子為高極性分子，它的值高達(dá)70。因此殘留在基板材料的濕氣，會(huì)使基板材料的、tan值增大。為此可以看出，吸水率的大小，也是高速高頻化的基板材料的一項(xiàng)非常重要的特性項(xiàng)目。同時(shí)，若基板材料的吸水率(或吸潮率)過(guò)大，還會(huì)使多層板在壓制加工時(shí)出現(xiàn)分層等問(wèn)題。基板材料的耐濕性能，還對(duì)它的耐金屬離子遷移性、耐漏電起痕性、濕態(tài)下的絕緣性能、耐熱沖擊性等帶來(lái)有較大的影響。高Tg的基板材料一般在耐水、耐濕性方面表現(xiàn)優(yōu)良。 在選擇、評(píng)價(jià)高速高頻化的基板材料的耐水、耐濕性方面，經(jīng)常采用“PCT處理后的吸水率”的

36、性能項(xiàng)目。PCT(高壓鍋蒸煮實(shí)驗(yàn))處理, 是基板材料置于：121，0.2MPa 條件下, 進(jìn)行數(shù)個(gè)小時(shí)(或數(shù)10幾個(gè)小時(shí))的吸潮處理，然后再測(cè)定它的吸水率。由于這種測(cè)試方法是非?？量痰模@樣就拉開(kāi)了各種基板材料在耐水、耐濕性上的差距，更容易得到分辨。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，以一般FR-4基板材料為例，它隨著PCT的處理的時(shí)間延長(zhǎng)，吸水率有較明顯的增加：0.492%(0.5h)0.50 % (2.5h)0.78% (6.5h) 1.25%(2.5h)，高速高頻化的基板材料在PCT后的吸水率，一般FR-4的約1/2左右。 3、對(duì)高速高頻化基板材料的性能要進(jìn)行全面、綜合的評(píng)價(jià)

37、 無(wú)論是基板材料生產(chǎn)廠家在對(duì)高速高頻化基板材料的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)中，還是環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)廠家在對(duì)高速高頻化基板材料的選擇、使用中，都應(yīng)該作到對(duì)它性能的全面、綜合的評(píng)價(jià)。達(dá)到全面、綜合的評(píng)價(jià)，主要是要把握對(duì)它的3個(gè)方面性能的考察、評(píng)價(jià)，據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家介紹，這就是基本性能、應(yīng)用加工性能、成本性。 (1)基本性能 對(duì)高速高頻化基板材料基本性能的考核和評(píng)價(jià)，是指按照通用、常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)(目前多IPC-4101A標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù))所規(guī)定的項(xiàng)目、指標(biāo)，看其實(shí)際測(cè)定的性能情況。在十幾項(xiàng)的基本性能中，應(yīng)特別應(yīng)注意它的耐熱性(Tg)、耐酸堿與化學(xué)藥品性、吸水性、尺寸穩(wěn)定性等項(xiàng)目的實(shí)際性

38、能。 (2)應(yīng)用加工性能 高速高頻化基板材料的應(yīng)用加工性能，主要是指它的在多層板成形加工中的層壓加工性；孔的加工特性；在各種環(huán)境實(shí)驗(yàn)下的性能表現(xiàn)。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，這3方面的性能，最終都是為了保證高速高頻化環(huán)氧樹(shù)脂印刷線路板(PCB)的導(dǎo)通、絕緣可靠性要求的達(dá)到。 判別基板材料的半固化片的熔融粘度高低與其變化規(guī)律，是衡量這種基板材料層壓加工性好壞的、常見(jiàn)且有效的方式。由于許多高速高頻化基板材料的樹(shù)脂，在組成上為了降低、tan值，而采用了高分子量的樹(shù)脂結(jié)構(gòu)、IPN(互穿聚合物網(wǎng)絡(luò))樹(shù)脂結(jié)構(gòu)、，使得它的熔融粘度較高(與一般型FR-4相比)。如果基板材料樹(shù)脂(B階段)熔融粘度較高，那么它與層壓加工的工藝條件(指層壓的溫度、壓力、預(yù)溫時(shí)間等)不適應(yīng)。就會(huì)造成多層板在層壓加工中出現(xiàn)基板的“起層”、層間粘接力的降低。這也間接造成基板受濕后的介電性能的嚴(yán)重下降(、tan值的升高)的影響。因此在選擇某種高速高頻化基板材料時(shí)，要很好地了解、研究它的層壓時(shí)的熔融粘度特性。 在各種環(huán)境實(shí)驗(yàn)條件下，判定各種高速高頻化基板材料的性能如何，主要有通過(guò)“冷熱沖擊 ”的循環(huán)周期變化下，去測(cè)定基板材料的導(dǎo)通孔間的絕緣電阻的變化。以與在連續(xù)的高濕高溫處理?xiàng)l件下，去連續(xù)測(cè)定基板材料的絕緣電阻的變化。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)(.epoxy-)專(zhuān)家表示，這是為考核它的絕緣可