高频PCB中使用的积层材料

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简介: 本文主要介绍了高频PCB中使用的积层材料

一、 前言

近年来,随着电子产品向高频化,高数字化,便携化发展,要求PCB向芯片级封装方向发展HDI/BUM板将成为PCB发展与进步的主流,相应的RCC等材料成为HDI/BUM的主导材料,国内目前所用的积层材料主要依靠进口,积层材料的生产加工工艺也处于发展中,目前使用的积层材料多为环氧RCC。随着电子产品向更高级发展,高频PCB材料的应用越来越多,高频PCB中需使用介电性能优异的材料,PPE树脂RCC和芳酰胺无纺布半固化片等材料,在高频PCB中使用具有优良的综合性能。

二、积层方法对积层材料的要求

1、HDI/BUM板微小孔技术

2、1HDI/BUM板要求PCB产品全面走向高密度化。

a 导通孔微小化,由机械钻孔(o.3mm)激光钻孔0.05mm

b线宽/间距精细化 100m0.15m 0·05m

c 介质厚度薄型化100 m60m 40m

3、 HDI/BUM板的制造方法

a 导通方法:孔化电镀、充填导电胶、导电柱

b 导通孔形成:钻孔(机械,激光),等离子体

4、 RCC在HDI/BUM 板应用

激光成孔工艺流程:芯板黑化和RCC层压,图形转移,蚀铜(开窗口),激光成孔,百孔电镀,做线路。

RCC所用的铜箔厚度一般为18 m,12 m,树脂层厚度为40~100m.

5、 RCC的工艺要求

为了控制介质层厚度和填补图形空隙,RCC树脂处于B阶段.以保证树脂有一定的流动性,又要保持一定的厚度,以保证介电性能。

三、激光直接成像技术使用对RCC用铜箔的影响

RCC所用的铜箔厚度变小由18 m12 m 5 m 一个原因为精细线路的要求,另一个原因是采用激光直接成像技术,激光直接成像技术的优点是不需对盲孔进行去污染处理,直接孔化电镀,对位精度高,形状尺寸偏差小(避免在微孔侧壁和底部钢箔上形成熔融状态或焦化的残留物)。

1、激光直接“刻线”技术

激光直接“刻线”技术特别适用于高频使用0.3G或300)和种材料(如PTFE/玻璃布或金属基等)的PCB的高精度尺寸加工上,以保证这些类型PCB的电气性能仰特性阻抗、低串扰等),用UV光(波长<400nm)除去厚度方向Cu(留3—5 m,保护或保证底下的介质材料的特性阻抗与厚度,最后用化学蚀刻法除去余下的Cu得到导电图形。制作得到的图形的侧壁很陡直。

2、激光直接成孔技术

在内层芯片或RCC上直接形成微孔:先用高能UV光除去Cu和部分介质厚度,再降低能量烧蚀去余下的介质厚度得到微孔。这就需要铜箔的厚度较小以便于制作的效率的提高。

四、日本RCC的生产厂家及产品特性

九十年代初,瑞士DUCONEX公司开创了涂树脂铜箔制造技术,用等离子体对PCB绝缘树脂层蚀刻成孔加工制造,制成高密度PCB在医疗器械、航空产品中得到小范围的应用。日本消化吸收了这一成果,在降低成本、应用领域、技术发展后来居上。

五、PPE树脂RCC的发展

PPE(polyphenylene ether,简称PPE)美国通用电器公司1965年工业化生产的性能优异工程塑料。由于PPE是一种热塑性的材料,无法单独作为PCB的绝缘树脂基体。

若在PPE树脂中引入热固性的树脂,达到两者的均一混熔。就可改善PPE的性能,使树脂体系具有了热固性树脂的性质。

1、介电常数要求越来越小

由于RCC的介电常数由树脂来决定,低的介电常数又可以满足PCB设计特性阻抗值越来越高的要求,目前PPE树脂的RCC介电常数约为2.9-3.0,而其他树脂的Rcc介电常数都大于4。

2、介质损耗要求越来越小

介电损耗是指信号传输在“信号线中漏失到绝缘介质材料中去的能量与尚存在信号线能量之比”,介电损耗小,信号传输过程中能量(信号)损失小。保持信号传输的完整性高。PPE树脂的RCC介质损耗为小于0.003,而其他树脂的RCC介质损耗为0.0l以上。

3、玻璃化温度高

有利于提高尺寸稳定性,适应无铅焊料的推广和应用(环保要求,含铅焊料毒性高,需采用无铅焊料,无铅焊料熔点提高),PPE树脂的RCC Tg在 200℃以上。

六、用芳酰胺无纺布半固化片代替RCC材料

PCB使用RCC基材会出现绝缘层裂纹,采用芳酰胺无纺布半固化片不会出现分层裂纹,虽然机械钻孔会发生问题,但如采用激光钻孔(芳酰胺属于有机材料,可被激光烧蚀掉)可解决钻孔出现的问题,而且因芳酰肢无纺布介电常数、相对密度较小,可满足电子产品高频性能及轻量化的

要求。

芳香族酰亚胺纤维无纺布的CTE=-4.o-5.0,其组合的CCL或“RCC”生产的PCB的CTE可达到~1PPM,采用PTFE(聚四氟乙烯)无纺布CTE为0.1PPM。

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