未来覆铜板技术发展趋势的探讨_下_(精)(2)

2019-04-01 21:49

CCL 薄型化发展,同时也给挠性覆铜板、“加成法”用薄膜型基板材料等提供了更大的发展空间,它使得CCL 的产品形式、结构有了更加多样化的发展。

(3)驱动覆铜板制造工艺技术的进步 HDI 多层板问世的近二十年来,它的“微孔、

细线、薄层”不断发展,驱动着覆铜板制造工艺技术的不断进步。其主要表现在以几方面:

(a )HDI 多层板的问世与发展赋予了基板材料技术创造的更大空间,使基板材料在产品形式上更加多种多样。像液态树脂涂层充当绝缘层技术、

绝缘薄膜形成技术、绝缘基材采用其它非玻璃纤维增强材料(如芳酰胺纤维无纺布等)复合技术、附树脂铜箔(RCC )技术、半固化片上附铜凸块技术等等都不断的涌现而出,并得到不断的发展。

(b )为了解决HDI 多层板提出的基板材料更高性能,在覆铜板制造中运用了许多工艺新技术。例如:采用无机填料手段,以降低板的热膨胀系数(CTE )技术;在环氧-玻纤布基覆铜板树脂组成中,采用酚醛树脂等新型固化剂技术;采用新型阻燃剂、无卤阻燃树脂等基材绝缘层树脂的阻燃技术;基材绝

缘层用环氧树脂改性技术、采用新型高聚物树脂及共聚技术;采用对刚性主树脂的增韧技术;薄型玻纤布在薄型化CCL 中的应用技术;基材绝缘层用树脂的分子结构控制技术;提高复合基材各界面接合力理论与界面改进技术;高性能半固化片的浸渍、干燥加工工艺技术;在解决HDI 多层板用基板材料的可靠性问题中,提高CCL 的有关性能(包括耐热性、耐离子迁移性、耐湿性、耐PCT 性、介电性等 的工艺技术;在解决提高HDI 多层板用基板材料应用加工性能方面的工艺技术;HDI 多层板用基板材料新测试方法与新技术;对应于HDI 多层板采用加成法电路形成技术的新型半固化片[即“加成半固化片”

(Additive Prepreg ,ADPP )]制造技术;对应于多层板的元器件内埋技术的新型基板材料制造技术;CCL 用绿色环保型高性能树脂制造与应用技术;高导热性有机树脂基板材料制造技术等。

(c )HDI 多层板技术不断发展,还驱动了CCL 用原材料制造技术的发展。例如开发成功并问世了:低轮廓铜箔、适于激光直接钻孔的铜箔、附有载体的极薄铜箔、适于元器件内埋于多层板内的铜箔;低介电常数性玻纤布、经开纤等处理的玻纤布、超细电子级玻璃纤维及玻纤布;无卤阻燃环氧树脂;新型无机或有机型CCL 用填充材料;高导热性CCL 无机导热填充材料等新材料。

(d )近年来,CCL 业对应于HDI 多层板技术发展的需求所进行的技术开发,推进了CCL 检测技术的快速进步,涌现出许多新的CCL 检测技术[如基板材料的互联应力测试(IST )等)。密切应对市场的实际性能需求,积极努力的、不断的引入高水平的CCL 评价检测技术,已成为当今CCL 技术开发工作中的重要组成部分。

3. 性价比对覆铜板技术进步的推动 3. 1覆铜板追求高性能价格比的必要性

真正有发展潜力、有较高价值的CCL 技术成果,其产生或新技术的进步是受到来自电子安装技术、

印制电路板、追求CCL 高性价比三方面驱动而获得的。并反过来,覆铜板技术又要不断适应这三方面的发展需要。几十年来,覆铜板技术的进步实际上也是朝着来自这三方面需求作目标而同时努力的。既要达到安装技术和PCB 的发展所需求的高性能,又要具有市场竞争能力的优异成本性。为了达到这两个目标,

覆铜板的技术发展往往是从材料(树脂、增强材料、铜箔、填料、其它助剂等)、工艺两条战线上去开发、去创新。

强调追求CCL 高性能价格比对其技术发展的驱动作用,出于多方面的理由:实现高的性能价格比本身就是覆铜板技术高水平的一种体现,特别是面临现今CCL 主要原材料的不断涨价,提高开发高性价比的CCL 技术,更有着重大的现实意义;民用消费型电子产品近年来为实现薄轻短小化,开始逐渐地也采用高性能、高技术的PCB (例如HDI 多层板),这也促使PCB 对CCL 的性价比的要求有所提高;CCL 作为PCB 基板材料,在PCB 制造中占整个材料成本的重要比例,要降低PCB 生产成本、

提高市场竞争力,就必须向客户提供高性价比CCL 产品。

近年来CCL 技术与品种的更新周期在不断缩短,若想使一个覆铜板技术、一个覆铜板品种能在市场占有优势方面维持更长时间,就必须要在稳定的高性能和很好的成本性两方面同时具备。

3. 2未来PCB 发展对覆铜板高性能需求的预测 (1)未来CCL 技术开发的重点

2010年6月,JPCA 下属的“电子电路产业结构改革委员会”(于2010年新成立)的主要成员之一———近野泰专家,在CPCA 展览

会上以“电子电路未来发展展望”为主题做的报告中,提出了未来一、二十年PCB 技术发展的三大重点方面:其一,推进基板与电子产品材料、

工艺的融合,实现“大电子”的普及;其二,推进基板与电子元器件的融合,实现内埋元器件基板的普及;其三,基板对应大电流、高发热、高速通信等要求,实现高功能基板的普及。

近野泰专家的报告强调了在未来5~10年内PCB 在技术开发的重点课题,主要集中在两类“下一代”基板上。一类是“散热基板”,它主要指“今后汽车的电动化和各种新能源的普及所需求的、

与大电流对应或具有热管理功能的基板。另一类是“高速对应基板”。它主要指,“大容量的数字高速通信、高智能高功能电脑等网络构筑与新发展需要的信号传输所适应的基板”。“由于携带型电子产品往往具有电子部件为高密度安装的特点,因此为携带型电子产品配套的PCB ,需要解决两个重要的技术问题,即散热问题与信号高速传送的问题,并且此两个技术问题相辅相成,需要共同提高”(以上加引号的文字,为引自并直译近野泰的报告语)。

可以看出,CCL 作为PCB 基板材料未来面临的重大技术课题,也主要集中在高导热性基板材料和高频、

高速电路用基板材料两大方面。未来这两大课题开展既是老课题的延续,又充满着需要进行探索、开发的新内容。

需要重申的是,我们特别应关注未来散热基板及其基板材料发展的问题。当前LED 产业的形成和发展造就了散热基板市场的壮大、

发展,它是目前推动散热基板发展的最主要驱动力。但是驱动散热基板市场规模的膨胀的并非仅是LED 这一个应用领域。近年出现的(或迅速扩大的)已使用这种具有散热特性基板的应用领域主要是:其一,LED 照明;其二,作为液晶显示器的LED 光源(它比原有的冷阴极荧光灯作为显示器的背光

源,明显表现出节能、环保的优势)的背光模块;其三,电动汽车或混合物动力汽车(主要为其中的DC/DC变频器、DC/AC换流器);其四,太阳能电池用电源基板。除此以外,有的业界专家还提出,在家庭用的燃料电池、锂离子电池领域,今后也会大量地使用大电流散热基板。世界各国在此次金融危机过后,都在寻求、发展新兴产业,以推动经济的快速恢复与发展。因此都把发展新能源作为其中的一个重点方面。近年来

(特别是表现在近一、两年来)新能源的发展也给PCB 业带来了新的市场(或为原有市场的迅速扩大)。在这些新市场中,出现了一个对PCB 新的性能要求特点,即对所用的PCB 要求其散热性的提高。这是一个PCB 应用领域的共同需

求,也是在性能上的一个特殊的需求。即基板需要对产品体系所产生的热,担负“热对策”

、“热导出”的功效。基板的这一功效,绝大多数是由它的基板材料所支撑,因此增添、提高CCL 的导热性,已成为CCL 业未来技术开发、技术进步、市场开拓方面的重要组成部分。

(2)从未来PCB 发展对PCB 基板材料所需达到的主要性能指标值预测 2009年间,JEITA 发布了最新版(第五版)的

《电子安装技术发展路线图》。在这份来自对上百家相关企业调查结果并且研究、整理出的PCB 专业指导性文献中,提及了未来PCB 对CCL 高性能需求的预测。JEITA 对PCB 基板材料的主要性能项目指标值的预测见表6。

(3)对CCL 主要性能项目未来发展趋势的分析

《路线图》提出,在实施RoHS 指令中,由于采用无铅焊接使得电子元器件等部品的安装温度得到提高。另一方面,由于电子产品的高速信号处理的推进,从半导体元器件内部向外发散的热量有所增加。因此对PCB 的耐热性的要求,有着转向更高温领域的发展

覆 铜 板 资 讯 2011 年 第 1 期 覆铜板 印制板技术 表 6 J EITA 对 P CB 基 板 材 料 的 主 要 性 能 指 标 值 的 预 测 类别 玻璃化温度 ) ) (Tg (℃ 介电常数 ) (Dk @1MHz 介质损失角正切值 (Df @1MHz ) X- Y 方向热膨胀系数 (CTE (ppm/℃ Z 方向热膨胀系数 (CTE (ppm/℃ PCB 绝缘层最薄厚度 (μm PCB 信号层导体最薄厚度 A类 B类 A类 B类 A类 B类 A类 B类 A类 B类 A类 B类 A类 HDI 多层板 2008 165 200 4.2 3.5 0.015 0.007 15 14 60 30 50 30 20 2010 165 200 4.2 3.0 0.015 0.005 15 14 60 30 40 30 12 2014 165 200 4.2 3.0 0.015 0.005 15 12 60 30 40 20 10 2018 165 200 4.2 3.0 0.015 0.005 15 12 60 30 40 20 10 2008 165 200 4.2 3.5 0.015 0.007 15 14 60 30 100 40 40 常规多层板 2010 165 200 4.2 3.5 0.015 0.005 15 14 60 30 100 40 40 2014 165 200 4.2 3.0 0.015 0.005 15 12 60 30 100 40 40 2018 165 200 4.2 3.0 0.015


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