0.005 15 12 60 30 100 40 40 B类 12 10 9 9 22 22 22 22 (μm 注： HDI 多 层 板 预 测 数 据 ， 是 指 有 纤 维 补 强 的 积 层 法 层 压 板 数 据 ； CB 绝 缘 层 最 薄 厚 度 和 P CB 信 号 层 导 体 P 最 薄 厚 度 数 据 ， 指 刚 性 P CB 的 数 据 。 是 表 中 A 类 ， 指 大 批 量 生 产 的 P CB 产 品 所 需 求 的 性 能 指 标 ； 中 B 类 ， 指 尖 端 技 术 水 平 的 P CB 制 造 是 表 是 所需求的性能指标。 趋向。 HDI 多层板、 一般常规多层板以及双面 PCB 的 A 类 产 品 ， 是 以 FR- 4 型 覆 铜 板 为 主 流品种。预测未来多年间 （至 2018 年）， 要求 PCB 的 玻 璃 化 温 度 （Tg）仍 是 以 165℃ 为 主 。 而 积 层 法 的 IC 封 装 基 板 对 耐 热 性 的 要 求 上 有所提高。 《路 线 图》 出 ， 2009 年 开 始 ， 提 自 HDI 多 层 板 的 使 用 环 境 条 件 又 追 加 了 10GHz 高 频 电路的要求， 此与信号传送的高速化相对 以 应。在 2008 年～2018 年期间， HDI 多 层 板 用 A 类 FR- 4 型 CCL 在介电常数 （Dk）性 能 要 求 方面， 了以玻纤布作补强的品种仍维持在 除 4.2 以 外 ， 无 纤 维 补 强 的 品 种 Dk 要 求 预 测 对 要降低到 3.4 以 下 。 特 别 是 像 有 高 速 信 号 传 预 输 要 求 的 HDI 封 装 基 板 所 用 的 A 类 CCL， 测 会 从 2010 年 起 对 其 Dk 要 求 值 会 达 到 3.0， 类 CCL 会 达 到 3.0 以 下 。 玻 纤 布 作 为 B 补 强 的 FR- 4 型 基 板 材 料 ， 由 于 玻 纤 布 自 身 的 Dk 就 高 （E 型 玻 纤 布 Dk 为 6.6）， 此 这 因 类 基 板 材 料 在 实 现 低 Dk 化 是 很 困 难 的 。 未 来低介电常数化基板材料的技术进展， 托 寄 在无玻纤增强的基板材料技术发展方面 。另 外 ， 频 率 条 件 下 测 Dk 值 ， 已 成 一 个 需 要 高 现 突出解决的技术课题。 为了基板减少其高速信号的传输损失， 需采用低介质损失角正切值的基板材料 。用 于通讯设备的背板和用于集成电路检测的探 针 卡 板 ， 用 的 基 板 材 料 不 少 是 采 用 了 低 Df 选 的苯并环丁烯树脂 （BCB）或 聚 四 氟 乙 烯 树 脂 （PTFE）等 构 成 的 覆 铜 板 。 另 外 ， 芯 片 安 装 倒 的 封 装 基 板 也 有 低 Df 的 要 求 。 介 电 常 数 （Dk）和 介 质 损 失 角 正 切 值 （Df）是 两 个 主 要 表征介电特性的性能项目， 果单从直接影 如 响 信 号 速 度 高 速 化 角 度 考 虑 ， 那 么 Df 要 比 Dk 影响程度更大些。 无补强材料的基板材料 要比有补强材料 （一 般 为 玻 纤 布）在 Df 上 要 表现更小。有补强材料的多层板用基板材料 降 低 Df， 成 为 基 板 材 料 生 产 厂 家 未 来 所 需 也 要攻克的重大技术课题之一。 《路 线 图》 出 ， 提 PCB 设 计 中 在 选 择 基 板 材料的热膨
胀系数要求值一般是基于实现 （或趋于实现）两个 “整合” 的原则来考虑。即 - 14 -
覆 铜 板 资 讯 2011 No . 1 覆铜板 印制板技术 基 板 材 料 的 CTE 要 与 装 联 的 元 器 件 或 半 导 体 芯 片 的 CTE 相 整 合 （即 匹 配）； 板 材 料 的 基 CTE 要与其它构成材料 （内芯基 材 、 铜 导 体 层）的 CTE 相 整 合 。 HDI 多 层 板 用 基 板 材 料 有玻纤补强的与无玻纤补强的品种，在其 CTE 方面差异甚大。无玻纤布补 强 的 基 板 材 料 是 由 纯 树 脂 ” 组 成 的 ， 此 CTE 表 现 得 “ 所 因 相对的大一些。但无玻纤的一类基板材料的 构成并不排除采用含有填充料的技术手段。 随着基板导通孔孔径微小化、 表面高平滑 板 性、 的薄型化的不断进展， 料的粒径微 板 填 细化以及表面处理技术就显得十分重要 。 《路 线 图》 出 ， 提 HDI 多 层 板 为 了 实 现 整 机电子产品的高密度化、薄形轻量化的需 求， 的积层法层厚度有望发展得更加薄型 它 基 化。而摆在目前的现实是， 板材料使用了 纤维补强材料后， 的薄形化的实现表现得 它 未来 B 类 PCB 的最小绝缘层厚度预 更困难。 测 至 30μm 成 为 极 限 。 在 最 小 信 号 层 导 体 或 （一 般 由 铜 箔 、 铜 电 镀 层 形 成）厚 度 方 面 ， 预 测 在 2014 年 将 发 展 到 10μm （A 类 的 HDI 多 层 板）甚 至 9μm （B 类 的 HDI 多 层 板）的 HDI 多层板 ： 厚度。信号层的薄形化 （例如， 12μm ～9μm）与 导 体 宽 幅 的 微 细 化 （例 如 ， HDI 多 层 板 积 层 法 层 的 S/L： 50μm/50μm ～ 30μm/30μm）， 使得导体 的 横 截 面 积 变 得 极 端 的 小 ， 造 成 PCB 的 制 作 更 加 艰 难 。 特 别 这 是它的线路导体阻抗增大， 保证电路设计 在 “ 中提出的技术指标， 保证电路的 信号完 即 整性” （Signal
Integrity）遇到难题。 从连接信号 可 靠 性 的 综 合 、 盘 的 考 虑 ， 把 PCB 的 信 通 在 号 导 电 层 厚 度 做 到 9μm 及 其 以 下 ， 是 需 要 材 有新的工艺、 料的问世去解决在生产技术 上的这一难题， 且采用通过在现有技术的 并 延长线上得到这种新工艺、材料开发成果， 将是个很难以成为现实的途径。 3 .3 覆铜板多样化是实现高性价比的有效途 径 （1）PCB 基板材料多样化的发展背景 当前， PCB 基 板 材 料 多 样 化 有 着 如 下 的 重要发展背景： 整机电子产品的高性能化发展，要求 PCB 用基板材料在性能、品 质 上 都 要 提 高 到 更高一阶的水准。PCB 基板 材 料 采 用 品 种 的 多样化， 样有利于突出解决不同应用领域 这 整 机 电 子 产 品 对
PCB 关 键 性 能 项 目 提 高 的 问题， 时， 可有利于更好地实现基板材 同 也 料的低成本性。 近 年 ， 个 领 域 的 电 子 产 品 对 PCB 性 能 多 有着差异性的性能需求更为凸现 。因此需要 PCB 业 有 不 同 性 能 品 种 的 产 品 去 一 一 对 应 ， 而 基 板 材 料 在 PCB 这 种 多 样 化 的 转 变 、 展 发 近期在 中， 起着重要的作用。值得关注的是， 整 机 电 子 产 品 的 PCB 设 计 上 ， 更 加 熔 入 了 也 PCB 多样化的思想。例如目 前 一 般 移 动 电 话 （二 阶 积 层 的 主 板 是 以 6- 8 层 的 HDI 多 层 板 加 工 而 成）为 主 流 。 也 有 少 部 分 高 性 能 品 种 的移动电话用主板由于其布线规模很大而是 采 用 了 10 层 基 板 的 迭 加 孔 型 （Via on Via）的 结 构 。 在 PCB 设 计 中 ， 果 为 了 实 施 必 要 的 如 一 部 分 的 高 密 度 互 连 而 将 PCB 全 部 按 照 高 密度化的规范去设计、 造， 想这样势必 制 设 会 带 来 PCB 制 造 成 本 的 增 加 。 因 此 ， 在 已 现 即 出 现 了 PCB 构 成 的 新 设 计 思 路 ， 将 其 所 要 求的不同性能按 分而置之” 则去设计、 “ 原 制 造 PCB。这样形成了在一个 移 动 电 话 中 既 有 高密度安装要求的部分去实现模块化搭载的 基板，又有其主板为 4- 6 层为主的 、 低 成 本 价 的 PCB 多 块 板 的 组 成 。 再 例 如 ， 在 高 性 现 能 性 多 层 PCB 的 设 计 上 ， 现 了 一 种 在 一 个 出 一 多层板中不同需求性能的高频信号层、 般 信号层、 源层等采用多个不同树脂基材的 电 新潮流。这种 PCB 设计其目的是突出了重点 性能要求的电路层性能的确保， 时还可以 同 使得所用基板材料的费用得到降低 。 近年来， PCB 及 其 基 板 材 料 的 应 用 不 但 渗入到许多正在高速发展中的新兴产业 。例 - 15 -
覆 铜 板 资 讯 2011 年 第 1 期 覆铜板 印制板技术 如： 晶显示器 液 （LCD）产 业 、 LED 产 业 、 伏 光 （太 阳 能 电 池 等）产 业 、 型 汽 车 电 子 产 业 、 新 新型半导体封装产业等。新兴产业的市场对 PCB 及 其 基 板 材 料 提 出 CCL 产 品 性 能 、 品 产 形式的新要求。这些新兴产业 中 使 用 的 PCB 基 板 材 料 ， 保 留 了 部 分 的 原 来 CCL 的 工 艺 既 技术、 能， 在制造工艺方法、 材料使 性 又 原 用、 能项目、 测标准及方法、 用加工性 性 检 应 要求等方面有着其独有的特性。 在此背景下， PCB 基 板 材 料 品 种 及 产 品 形式正朝着多样化方向发展。多样化是当前 CCL 技 术 进 步 的 新 特 点 ， 是 CCL 实 现 高 性 也 价比的有效途径。 CCL 多 样 化 ” 开 展 ， 驱 动 着 CCL 生 “ 的 可 产厂家在产品上实现特色；
动了在工艺手 带 段上的进步 （特 别 是 对 一 类 主 要 树 脂 应 用 时 改 半 的控制手段、 性手段、 固化片的加工控 原 产 制手段、 辅材料的配合手段、 品特殊性 能 检 测 手 段 等 的 进 步）； 进 了 更 多 、 新 的 促 更 CCL 原材料应用开发的进展；推 动 了 与 基 板 材料下游、 机产品企业联合开发工作的深 整 入开展。 （2）PCB 基板材料多样化的开展 如 何 开 展 对 PCB 基 板 材 料 多 样 化 ， 实 去 现高性价比？本节归纳、 阐述有如下认识， 供 讨论： 参考、 （a）基 板 材 料 多 样 化 开 展 一 般 是 建 立 在 发展 CCL 品种性能差异性基础上。追求 CCL 性能的差异性，一方面是出于可靠性的要 求，另一方面也是对原材料低成本化的需 求。因此， 实现基板材料产品的对应性、 低成 本 性 、 性 价 比 是 发 展 PCB 基 板 材 料 多 样 化 高 的重要宗旨。 （b）CCL 多 样 化 的 精 髓 ， 不 断 追 求 更 是 准确对应的电子产品在功能和用途上的需 求 ， 据 此 越 来 越 细 地 派 生 出 各 个 CCL 品 种 。 这 些 CCL 品 种 在 品 质 上 、 特 性 水 平 上 表 现 在 出一定的差别。多层板用基板材料， 应不 对 同 应 用 领 域 开 发 出 的 CCL 品 种 ， 性 能 上 尽 在 管是属于按照差异性能区分出的品种同一类 别 （如： 高耐热性 FR- 4、 频 性 FR- 4、 导 热 高 高 薄 但 性 FR- 4、 型 化 FR- 4 等）， 在 性 能 要 求 的 侧重点上是不同的。如汽车用电子产品的 PCB， 是 由 于 使 用 环 境 决 定 了 对 基 板 材 料 的 工作温度条件的高要求，以此提高其可靠 性 。 而 高 多 层 PCB 注 重 基 板 材 料 的 耐 热 性 ， 则 是 出 于 它 严 厉 的 加 工 条 件 和 PCB 使 用 中 内部发热， 对应削减热应力的原因。又如， 在 携带电子产品和大型信息处理设备这两类 PCB 基板材料应用领域中， 同 样 是 强 调 要 求 CCL 具 有 优 异 的 介 电 特 性 （低 Dk、 Df）， 低 但 由于它们在实际应用上的不同， 定了它们 决 在 电 气 特 性 设 计 与 构 成 组 合 上 对 PCB 及 其 基板材料的介电特性 （即 高 频 特 性）要 求 侧 重面上有较大的差异。 （c）CCL “多样化 ” 内 容 、 式 上 是 不 断 在 形 预 改变的，这需要我们在认识上的前瞻性、 测的准确性上有所提高。例如， 动电话用 移 PCB 基 板 材 料 ： 问 世 初 的 时 期 它 （90 年 代 的 初 期 至 中 期）， PCB 的 轻 量 性 、 机 械 冲 击 对 耐 性更为重视。之后由轻量 性 发 展 到 它 的 PCB 高密度布线、 的薄型化作为重点 板 （主 要 表 现 在 90 年 代 的 中 、 期）。 到 21 世 纪 初 后 （约 在 2003 ～2007 年 期 间）， 由 于 手 机 功 能 的 提 它 高 ， 出 现 了 采 用
挠 性 PCB 的 增 多 ， 驱 动 而 了 挠 性 基 材 、 刚 - 挠 性 PCB 基 板 材 料 的 发 展 。 3G 手 机 普 遍 投 放 于 市 场 （约 在 2008 年 时）， 了 达 到 信 号 传 送 高 速 化 、 息 大 容 量 为 信 化，提出了基板材料的 高 频 特 性 （低 Dk、 低 Df）的 要 求 。 iPhone4 等 智 机 手 机 问 世 （约 在 2009- 2010 年）， 的 主 板 采 用 的 HDI 多 层 板 它 （特 别 是 全 层 型 积 层 法 多 层 板）， 求 它 达 到 要 更高的可靠性。未来手机追求更高速的信号 传送性， 使用的线路板预测还会将部分的 所 添加光导线路，以实现高速的光信号传送。 这种光导线路将与低速电气信号、 力通过 电 铜导线传送的印制电路共同构成光 - 电复 合型线路板。 - 16 -
覆 铜 板 资 讯 2011 No . 1 覆铜板 印制板技术 （d）根 据 国 外 CCL 同 行 的 经 验 ， 展 多 发 样 化 的 CCL 品 种 要 注 意 在 树 脂 组 成 体 系 上 的创新。并且这种创新首先表现在认识理论 上、 研发思路上的创新性。同时在研发中， 还 注意开发及运用相对应的各种各样精准的 评价测试技术， 加以配合。 （e）为了不断推进本企业的 PCB 基 板 材 料品种、 品形式的多样化， 要我们在认 产 需 识上提高前瞻性， 高对市场的需求与发展 提 方向预测的准确性。 3 . 4 实现企业的 “战略性新型品种” 开发 目前，对应新应用市场 需 求 ， 开 发 新 型 CCL 产品的课题在迅速增多。在 解 决 此 问 题 上 ， 外 知 名 的 某 CCL 生 产 企 业 曾 提 出 了 把 国 “ 、 “ 开 “ 握 高速化” 高效化” 发的观点： 在基板 材料多样化的开展中， 板材料生产企业更 基 需要注重新品开发的 高速化? 开发投资 ? 和 ? 。 在 的 高效化? 过去的基板材料产品群， 技 术构成上 （这 里 主 要 指 树 脂 组 成 物）都 是 相 对独立的。现在需要改变这种开发观念， 应 适应变化的形势， 断追求树脂设计技术的 不 共融性、 通用性。” 在 CCL 新 品 开 发 中 坚 持 实 现 “ 高 速 化 ” 和 高 效 化 ” 可 卓 有 成 效 地 获 得 CCL 开 发 成 “ ， 果 。 一 个 CCL 企 业 在 开 展 未 来 产 品 的 创 新 “ 上， 有选择地确定本企业的 战略性新型 要 系 列 化 和 特 色 化 。 什 么 样 的 CCL 产 品 品 种 ， 才是属于此类品种？它一般应该满足以下三 个条件： 一， 相对较长时期内， 有市场 其 在 具 竞争力，具有稳定并有发展前景的市场需 求； 二， 有高技术含量， 保证它能在较 其 具 以 长一段时期内有其产品的特色及良好的经济 效益； 三， 生产中， 适应节能减排的环 其 在 能 保新要求， 产品特性上适应绿色环保的需 在 求。企业未来产品的创新要 “有所为， 有所不 ， 为” 对
新产品技术攻关与市场开拓要有侧 重点。创新课题要根据本企业的实力、 优势， 具有时效性地有所选择， 所去舍， 突出 有 以 企业 CCL 产品的 “特色化” 。 当 今 ， 临 CCL 市 场 的 多 个 新 领 域 的 需 面 求膨胀与高技术需求迅猛发展的新形势， CCL 企 业 产 品 开 发 的 “ 高 速 化 ” 高 效 化 ” 、 “ ， 越来越成为需要把握的重要原则 。而只有持 PCB 发 展 趋 势 ， 续不断地对系统电子安装、 以 及 下 游 业 界 对 PCB 基 板 材 料 的 品 种 、 能 性 细 才 高 新需求进行深入、 致的研究， 能高速、 效地开发出高性价比的 CCL 新品。 （ 本文在撰写过程中，得到南美覆铜板厂有限 公司张家亮、 CCL 行 业 协 会 名 誉 秘 书 长 刘 天 成 等 大 力 的 帮 助 、 正 ， 位 CCL 专 家 对 此 文 草 稿 中 的 不 指 两 少词句提出了修改意见，并且对一些内容做了补 充， 此表示衷心地致谢 ） 在 品种” 并坚持不断地开发、 进， 展它的 ， 改 发 誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖誖 （上 接 第 24 页）二 氧 化 硅 粉 取 代 时 ， 产 品 的 W/m·K； 如 制 法 例 4 中 ， 用 了 市 售 的 混 对 再 采 阻燃性能影响不明显， 导热性能却大打折 但 扣； 这些情况说明了所介绍的配方和工艺 对于保障产品的无卤、 燃和导热性能是有 阻 必要的。 3.3 采 用 Horsfield 模 型 作 为 指 导 ， 使 导 热性粉状填料例如氧化铝和氮化硼等粉状 填料的粒子尺寸能互相配合紧密地完全封 填。如制法例 2 那样，产品导热性能为 8.1 而 尽 W/m·K； 比 较 例 3 ， 管 用 了 纯 粹 的 高 导 热 性 填 料 氮 化 硼 ， 但 导 热 性 能 却 只 有 6.2 合 氧 化 铝 ， 产 品 的 导 热 性 能 为 5.9 W/m·K， 无法与制法例 2 的 8.1 W/m ·K 相比。 编译者参阅文献资料： [1 ] “ High thermal- conductive , halogen- free , flame- retardant res in compos ition , and prepreg and coating thereof” United S tates P atent Application 20100163783 ， 2010 11 18 download from http : //www . freepatents online . com [2 “ LFA 447 NanoFlas h 誖 - Xenon Flas h Appara] tus ” 2010 ， 11 29 download from http : //www . e- thermal. com nanoflas h_tech . htm - 17 -