ECWC13中的PCB基材技術(shù)

李 丹（廣東生益科技股份有限公司 國(guó)家電子電路基材工程技術(shù)研究中心，廣東 東莞 523808）

ECWC13中的PCB基材技術(shù)

李 丹
（廣東生益科技股份有限公司 國(guó)家電子電路基材工程技術(shù)研究中心，廣東 東莞 523808）

本文對(duì)第13屆世界電子電路大會(huì)中收錄的關(guān)于PCB基材技術(shù)方面的論文進(jìn)行了綜述：杜邦公司推出了基于高頻高速、熱量管理及設(shè)計(jì)方面的新型高頻高速撓性板材料DuPontTM Pyralux TK(TK)及DuPontTM Pyralux JT（JT）；臺(tái)灣工研院對(duì)于環(huán)保材料在CCL的應(yīng)用中有較深入的研究，并介紹了氣相生長(zhǎng)碳纖維材料應(yīng)用于聚酰亞胺撓性板中的研究情況；廣州興森快捷公司對(duì)含有熱致液晶材料的PCB板的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行摸索和考察，以驗(yàn)證其在電子電路行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用；EIPC主席Alun Morgan撰寫的關(guān)于阻燃劑的論文，則對(duì)含鹵阻燃劑在行業(yè)中的繼續(xù)應(yīng)用仍然抱有很大的信心；德國(guó)Nabaltec AG公司的Carsten W.IHmels的文章詳細(xì)介紹了阻燃劑勃姆石在PCB材料中的應(yīng)用。這些論文展示的一些研究結(jié)果，我們可以大概了解到當(dāng)今PCB基材發(fā)展的大致趨勢(shì)，及一些新型材料的在PCB基材中應(yīng)用情況。

第十三屆世界電子電路大會(huì)；印制電路板；撓性基板；氣相生長(zhǎng)碳纖維；熱致液晶材料；阻燃劑；勃姆石

1 引言

2014年5月5日至2014年5月9日期間，在德國(guó)紐倫堡展覽中心舉辦了第十三屆世界電子電路大會(huì)（ECWC13）以及集成電路系統(tǒng)（微電子）展覽會(huì)SMT Hybrid Packaging 2014。作為世界電子電路理事WECC最重要的活動(dòng)之一，ECWC是全球印制電路行業(yè)內(nèi)最重要的學(xué)術(shù)大會(huì)，專注于最新的印制電路、封裝和裝配等技術(shù)的發(fā)展，并為世界同行提供最新技術(shù)和管理交流的平臺(tái)。

此次ECWC大會(huì)得到了眾多頂尖的電子電路行業(yè)的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的支持，收錄的論文涵蓋了市場(chǎng)分析、CCL材料、PCB產(chǎn)品設(shè)計(jì)、PCB制造、電鍍/可靠性、系統(tǒng)集成、表面處理、化工工藝技術(shù)、PCB質(zhì)量控制、嵌入技術(shù)、EMC（Electro Magnetic Compatibility）解決方案、撓性板、微孔技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)、鉆孔技術(shù)、金屬基PCB技術(shù)等多方面的研究成果，共收錄來(lái)自14個(gè)國(guó)家和地區(qū)的90篇論文。本篇論文主要介紹ECWC 13中關(guān)于PCB基材動(dòng)態(tài)方面的內(nèi)容。

2 ECWC 13中展示的PCB基材技術(shù)

2.1 含鹵素阻燃劑的應(yīng)用

EIPC主席（同時(shí)供職于德國(guó)Isola公司）Alun Morgan撰寫的論文是關(guān)于應(yīng)用于電子電路行業(yè)阻燃劑的內(nèi)容[1]。

自從1988年英國(guó)頒布了“家具和設(shè)備的防火安全性規(guī)則”以來(lái)，在1988年至2002年之間，政府報(bào)告表明至少拯救了1150例生命，避免了13442例傷害的發(fā)生。這得益于在家具和電氣設(shè)備中阻燃劑的使用。

作者在文中詳述了阻燃劑的阻燃機(jī)理，以及含溴、磷及物理阻燃劑氫氧化鋁在發(fā)生阻燃作用時(shí)的化學(xué)反應(yīng)式，文中還特別提到因?yàn)闅溲趸X在吸熱后生成氧化鋁及水，水的生成影響產(chǎn)品的耐CAF性能，因此現(xiàn)在一種鋁的一水化合物（AlOOH，勃姆石）作為氫氧化鋁的替代品應(yīng)用于PCB基材中。

文中提到，對(duì)于目前IEC關(guān)于電子電路基材鹵素含量的規(guī)定，有必要認(rèn)識(shí)到：環(huán)氧樹脂在生產(chǎn)過(guò)程中使用的雙酚A本身就含有氯，因此所有的環(huán)氧樹脂都可能含有痕量的氯、甚至碘。而在PCB制造中，一種聚四氟乙烯（PTFE）材料的應(yīng)用也很廣泛。這種材料本身是高毒性的，而且還含有鹵素氟。但是，應(yīng)用在產(chǎn)品中時(shí)，氟原子因?yàn)楹吞荚泳o密的連接在一起，不會(huì)游離出來(lái)，因此安全性能非常高。

關(guān)于阻燃劑的毒理研究，作者列舉了在PCB材料中應(yīng)用最多的四溴雙酚A（TBBPA）的研究結(jié)果。其中，1999年英國(guó)薩里大學(xué)的研究結(jié)論稱：“火的主要危害在于火焰 本身而并非材料的燃燒，并沒(méi)有證據(jù)表明阻燃劑對(duì)于燃燒時(shí)產(chǎn)生的危害人體健康的有毒氣體有貢獻(xiàn)。”研究結(jié)果還聲稱：“對(duì)于含有6種常用阻燃劑的終端產(chǎn)品的研究結(jié)果來(lái)看，阻燃劑對(duì)于人體健康和環(huán)境并無(wú)危害。甚至因?yàn)樗鼈儽旧淼亩拘詫?dǎo)致最終產(chǎn)品的毒性也被夸大了，而在產(chǎn)品中它們是以聚合物的形式存在的?！睔W洲風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估組織（RA）2006年的一份關(guān)于暴露在TBBPA環(huán)境中的人體健康風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告從人體健康、工人、消費(fèi)者等角度研究的結(jié)果和上述薩里大學(xué)的結(jié)論一致。

因?yàn)闅W盟要求生產(chǎn)制造企業(yè)使用或者進(jìn)口每年超過(guò)1000公斤的有毒化學(xué)物質(zhì)必須注冊(cè)，TBBPA于2010年10月在REACH法規(guī)中注冊(cè)。 2013年10月13日REACH公布的高度關(guān)注物質(zhì)名單（SVHCs）中并沒(méi)有TBBPA。RoHS在2003年2月公布的6種使用在電子設(shè)備中的高危材料包括多溴聯(lián)苯（PBB）和多溴聯(lián)苯醚，而對(duì)于TBBPA的使用并沒(méi)有限制。2014年7月RoHS將公布最新的名單。

UL目前已經(jīng)將傳統(tǒng)的FR4材料重新分類為FR4.0 和FR4.1，各自分別代表含溴材料和無(wú)鹵材料。作者認(rèn)為，目前并沒(méi)有很明確的科學(xué)證據(jù)表明一定要限制含鹵素阻燃劑的使用，REACH法規(guī)和RoHS II指令也沒(méi)有科學(xué)的方法去確定它們對(duì)于人體的風(fēng)險(xiǎn)，因此目前對(duì)于是否繼續(xù)使用含鹵素阻燃劑還沒(méi)有定論。

但是出于電子設(shè)備的安全性能考慮，阻燃劑的使用能在一定程度上減少火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。在PCB材料的全球市場(chǎng)評(píng)估中，大概有80%的材料使用了含鹵素阻燃劑；在歐洲，這個(gè)比例大概占到95%。最終用戶的選擇對(duì)于制造商有一個(gè)巨大的推動(dòng)作用。

2.2 新型阻燃劑勃姆石在PCB基材中的應(yīng)用

德國(guó)Nabaltec AG公司的Carsten W.IHmels撰寫的文章詳細(xì)介紹了阻燃劑勃姆石在PCB材料中的應(yīng)用，以及將勃姆石和其它無(wú)鹵、有機(jī)填料的綜合應(yīng)用對(duì)材料阻燃性、熱穩(wěn)定性、熱膨脹、熱導(dǎo)率及加工性的影響[2]。

因?yàn)闅W盟RoHS于2006年7月頒布的危險(xiǎn)物質(zhì)清單的限制，以及PCB材料無(wú)鉛焊接的要求，電子電路行業(yè)對(duì)于材料的耐熱和機(jī)械屬性要求也越來(lái)越高。除此之外，出于材料的成本、電性能、熱機(jī)械性能、以及加工性能的綜合考慮，作者認(rèn)為勃姆石是一種比較合適的阻燃劑應(yīng)用于電子電路行業(yè)特別是PCB基板中。

勃姆石是金屬鋁（AlOOH，AOH）的一水合物，粒徑分布在7 μm ～ 250 nm（d50）之間，有斜方晶型及片狀晶型兩種晶型，硬度低（加工性好）、低電容（耐CAF性能好）、粘度低、和樹脂的兼容性好是它的特點(diǎn)。圖1是勃姆石的電鏡圖：

圖1 勃姆石（AOH）電鏡圖

圖2 ATH和 AOH的TGA曲線圖

和氫氧化鋁（ATH）的200℃左右的分解溫度相比，勃姆石（AOH）的分解溫度可達(dá)到340 ℃以上。對(duì)于目前峰溫到達(dá)245 ℃ ～ 260 ℃之間的無(wú)鉛回流焊、甚至對(duì)基材的要求有超過(guò)300 ℃的情況下，勃姆石無(wú)疑是氫氧化鋁的非常好的替代品。圖2是ATH和AOH的TGA曲線圖。

2.2.1 勃姆石的阻燃性能研究

將勃姆石含量為30%～50%（重量比）的DOPO-改性novolak環(huán)氧樹脂（Polydis 3735，Struktol，磷含量為3.8%）用novolak環(huán)氧樹脂（DENTM 438，DOW）在200 ℃條件下固化，不使用玻璃布增強(qiáng)，得到的材料按照UL 94的方法進(jìn)行燃燒性試驗(yàn)。當(dāng)材料的燃燒性試驗(yàn)全部符合V0級(jí)別時(shí)，材料中的磷含量及勃姆石含量的要求見圖3。

由圖3結(jié)果可知，當(dāng)材料達(dá)到同樣的阻燃的V0級(jí)時(shí)，隨著勃姆石含量的增加，其它原材料的使用量可以相應(yīng)減少，這是一條節(jié)省成本的新路線。

圖3 燃燒性試驗(yàn)結(jié)果

2.2.2 吸水率試驗(yàn)結(jié)果

將符合UL 94V0級(jí)別的上述樣品放置于70 ℃水中16天，由圖4吸水率結(jié)果可知，勃姆石含量越高的材料，吸水率就越低，表明勃姆石對(duì)材料組裝及耐CAF性能有較好的作用。

圖4 吸水率試驗(yàn)結(jié)果

2.2.3 熱導(dǎo)率試驗(yàn)結(jié)果

如圖5所示，勃姆石良好的熱穩(wěn)定性及低黏度特性，適合應(yīng)用于LED材料、CEM-3基材中。

綜上所述，作者認(rèn)為：勃姆石可作為阻燃材料應(yīng)用于無(wú)鹵PCB材料中，具體如下。

圖5 熱導(dǎo)率試驗(yàn)結(jié)果

（1）IC-封裝基板；

（2）高端FR4材料（高Tg，HDI，ALIVH）；

（3）EMC；

（4）LED-基板（FR4，CEM 3，mCCL）。

2.3 新型撓性材料

美國(guó)杜邦公司的G.Sidney Cox在ECWC13上介紹了一款新的撓性板產(chǎn)品

DuPontTM Pyralux TK（TK），能夠滿足軟硬結(jié)合板在面對(duì)高頻、高速等新的挑戰(zhàn)時(shí)，對(duì)柔性材料的需求[3]。

2.3.1 傳統(tǒng)軟硬結(jié)合板對(duì)材料的要求

在軟硬結(jié)合板的生產(chǎn)中，硬板和軟板的連接處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，將影響焊接和熱沖擊試驗(yàn)等可靠性試驗(yàn)結(jié)果。因此，原材料的品質(zhì)至關(guān)重要。好的材料應(yīng)該具備高Tg、高Td、低CTE（X、Y軸和Z軸）、較強(qiáng)的粘結(jié)強(qiáng)度、好的尺寸穩(wěn)定性等特點(diǎn)。杜邦公司的系列產(chǎn)品DuPontTM Pyralux AP（AP）就是滿足以上特點(diǎn)的柔性電路材料。圖6是采用這些材料制成的軟硬結(jié)合板的示例，所有的板均是聚酰亞胺板，撓性部分是將聚酰亞胺壓合在上面。

圖6 軟硬結(jié)合板示例

2.3.2 高速高頻板對(duì)材料的要求

傳統(tǒng)的柔性材料因?yàn)楦叩膿p耗角正切值已經(jīng)越來(lái)越不能滿足高頻高速材料的要求，因此，降低Dk和損耗角正切值是新的材料必須考慮的問(wèn)題。大部分柔性材料的Dk值在3.0～3.7之間。液晶聚合物（LCP）的Dk值較低，也有2.9。只有含氟聚合物的Dk值較低。因此，目前大部分新的撓性線路板都采用含氟聚合物來(lái)降低Dk值和損耗角正切值。最好的辦法去降低材料的損耗角正切值，是消除傳統(tǒng)柔性材料中的熱固性粘結(jié)劑的影響。含氟聚合物和液晶聚合物都屬于這類低損耗材料。

杜邦新的撓性板產(chǎn)品DuPontTM Pyralux TK （TK）采用含氟聚合物制成，這款材料具有比其它已經(jīng)商業(yè)化的撓性板更低的DK值，為了平衡材料的機(jī)械屬性和低的DK值及 介質(zhì)損耗角正切值，這款材料的內(nèi)核仍然采用了聚酰亞胺。同時(shí)，為了保持低的損耗角正切值，含氟聚合物仍然用作高溫粘結(jié)劑。銅箔直接壓合在含氟聚合物之上。因?yàn)楹芏喔咚贀闲园宓膸罹€設(shè)計(jì)要求，杜邦也有一個(gè)含氟聚合物/聚酰亞胺的兼容材料DuPontTM Pyralux TK bondply應(yīng)用于覆銅板中。

材料對(duì)于低Dk的要求，對(duì)于同樣的阻抗值，需要更薄的絕緣層厚度及更寬的線寬。在微波傳輸帶試驗(yàn)中，同樣50歐姆的的特征阻抗值下，不同材料的絕緣層厚度對(duì)線寬的影響不通，杜邦公司的DuPontTM Pyralux TK（TK）材料具有比FR4材料更寬的線寬。

2.3.3 材料的機(jī)械和柔性屬性

表1是將不同材料按照J(rèn)PCA-DG04-2012的方法測(cè)試的電路剛度試驗(yàn)結(jié)果。

表1 不同材料的電路剛度試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)比較了4種杜邦公司不同型號(hào)的撓性板和3種不同型號(hào)的bondplies。由上表1結(jié)果可知，總的絕緣層厚度對(duì)電路剛度的試驗(yàn)結(jié)果的影響非常靈敏。聚酰亞胺板（DuPontTM Pyralux AP）表現(xiàn)了比只使用聚酰亞胺內(nèi)核（Kapton）的板具有更好的剛度。其中，LF和FR板使用了聚酰亞胺內(nèi)核和熱固性丙烯酸粘結(jié)劑。TK產(chǎn)品的板和bondply使用了聚酰亞胺內(nèi)核和含氟聚合物粘結(jié)劑。試驗(yàn)結(jié)果表明電路剛度和聚酰亞胺內(nèi)核的厚度有一定的關(guān)系，而使用了粘結(jié)劑的撓性材料比聚酰亞胺板具有更好的柔性。

LF和FR板改善了板的柔性，但是因?yàn)榭煽啃缘挠绊?，這兩種板不是最理想的選擇。和AP板相比，TK板具有低Dk值和低的損耗角正切值，而且改善了板的柔性，這意味著它是一款可用于控制電路阻抗很好的材料。因?yàn)門K、AP和FR三種型號(hào)的bondplies具有相近的電路剛度值，因此，TK材料用于bondply并沒(méi)有特別的的優(yōu)勢(shì)。

同時(shí)，文中還提到了一種新的材料DuPontTM Pyralux JT（JT），可用于覆蓋膜及boundply中。這種材料不需進(jìn)行bikini 切割，具有比LF和FR材料更低的吸水率及CTE值。早期的HAST測(cè)試結(jié)果也非常理想。

2.4 氣相生長(zhǎng)碳纖維在撓性基板中的應(yīng)用

臺(tái)灣工研院的Si-Yi Chin等撰寫的一篇論文介紹一種混合了聚酰亞胺樹脂、無(wú)機(jī)填料及氣相生長(zhǎng)碳纖維等三種材料的一種撓性基板[4]。

作者先將A I N（硝酸鋁）、六方氮化硼（HBN）及三氧化二鋁（Al2O3）等無(wú)機(jī)填料分別單獨(dú)和聚酰亞胺樹脂混合。其中，在同樣的比例下，加了HBN填料的撓性基板具有比另外兩種混合樣品更好的熱導(dǎo)率，可達(dá)到0.82 W/mK。當(dāng)HBN填料含量達(dá)到40%的時(shí)候，熱導(dǎo)率可達(dá)到最大值1.31 W/mK。但是，樣品不能通過(guò)180 ℃的連續(xù)耐折度測(cè)試。同樣，將氣相生長(zhǎng)碳纖維（VGCF）也加入到聚酰亞胺樹脂中，當(dāng)VGCF含量達(dá)到50%時(shí)，樣品熱導(dǎo)率可達(dá)到3.2 W/mK。但是樣品不能通過(guò)擊穿電壓和180 ℃的連續(xù)耐折度測(cè)試。

為了改善上述情況，作者設(shè)計(jì)了一種混合了聚酰亞胺樹脂、無(wú)機(jī)填料及氣相生長(zhǎng)碳纖維等三種材料的撓性基板。這種配方的HBN填料含量可在20%左右浮動(dòng)。內(nèi)層添加有50%的VGCF。最終，樣品的熱導(dǎo)率可達(dá)到1.51 W/mK，擊穿電壓為2.5 kV，并在180 ℃的連續(xù)耐折度測(cè)試中有很好的表現(xiàn)。

文中分別對(duì)不同HBN填料含量及不同含量VGCF的配方進(jìn)行了考察，最終得到最佳配比的配方應(yīng)用于撓性基板中。

2.5 熱致液晶材料在PCB基板中的應(yīng)用

廣州新森快捷公司的Ai Xin等寫的一篇關(guān)于熱致液晶材料用于PCB基板的論文。針對(duì)目前行業(yè)對(duì)于液晶材料的研究主要是理論和機(jī)理研究的情況，作者則主要對(duì)含有熱致液晶材料的PCB板的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行摸索和考察，以驗(yàn)證其在電子電路行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用[5]。

作者將熱致液晶材料（TLCP）混合于環(huán)氧樹脂中制成基板，因?yàn)樵谌廴跔顟B(tài)下，熱致液材料本身可起到增強(qiáng)作用，因此，此配方和FR4最大的不同是不使用玻纖布進(jìn)行增強(qiáng)，因此硬度不及傳統(tǒng)FR4材料?；牡念伾拾咨?。此款配方在文中被命名為R50，預(yù)浸膠被命名為F7。R50配方因?yàn)槲词褂貌＠w布，因此具有更低的介電常數(shù)和介電損耗。F7也具有低介電損耗特征。

2.5.1 PCB產(chǎn)品信息：

產(chǎn)品的設(shè)計(jì)尺寸為450 mm×400 mm（18 in× 16 in），厚度為1.426 mm，由兩片疊加到一起進(jìn)行層壓，母板進(jìn)行背鉆。示意圖如圖7所示。

圖7 PCB產(chǎn)品信息

2.5.2 PCB加工過(guò)程中的難點(diǎn)

內(nèi)層膜：尺寸穩(wěn)定性差，容易變形；

壓合過(guò)程：使用熱致液晶材料很難控制層壓過(guò)程中的膨脹和收縮問(wèn)題；

鉆孔：配方中使用了PTFE，導(dǎo)致了不規(guī)則的膨脹和收縮問(wèn)題；

外層膜：因?yàn)樽冃螁?wèn)題導(dǎo)致外層膜容易脫落；

陶瓷磨板：材料太軟，容易變形；

成型：成型以后產(chǎn)生大量的毛刺殘留。

2.5.3 加工參數(shù)摸索設(shè)置

通過(guò)測(cè)量板材層壓前后膨脹和收縮的改變來(lái)為后續(xù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程提供參數(shù)。使用預(yù)調(diào)參數(shù)數(shù)據(jù)，測(cè)量壓合后的三個(gè)測(cè)試板的數(shù)據(jù)得到板的膨脹和收縮的真實(shí)數(shù)據(jù)，最終得到合適的層壓參數(shù)。因?yàn)镕7預(yù)浸膠有一個(gè)相對(duì)高的215 ℃的Tg值，在普通的粘結(jié)參數(shù)程序下沒(méi)有緊密的結(jié)合。因此使用梯度粘結(jié)程序避免偏離。在合適的層壓參數(shù)下，層壓過(guò)后，PCB板的DMA測(cè)試結(jié)果：Tg1為214.8 ℃，Tg2為217.3 ℃，△Tg為2.5 ℃，符合IPC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于ΔTg＜5 ℃的要求。對(duì)于墊板的選擇，經(jīng)過(guò)比較，因?yàn)殇X板具備好的剛性及表面平整性，使用鋁墊板得到的覆銅板表面較平整；緩沖板的剛性不如鋁板，使用緩沖板層壓后得到的覆銅板表面有類似皮革樣的紋路。

2.5.4 F7樹脂填充盲孔試驗(yàn)

聚四氟乙烯（PTFE）的使用能導(dǎo)致基材尺寸的改變或者其它一些形狀不規(guī)則現(xiàn)象。因此對(duì)此配方也設(shè)計(jì)了塞孔試驗(yàn)。測(cè)試板用同樣的鉆孔程序鉆孔，在同樣的層壓程序下壓板。盲孔的邊緣在層壓過(guò)后被打磨以便觀察樹脂填充情況。如圖8所示。

圖8 樹脂填充盲孔試驗(yàn)

如圖8所示，F(xiàn)7預(yù)浸膠能夠較好的填充0.3 mm和0.6 mm不同尺寸的盲孔。

2.5.5 生產(chǎn)過(guò)程難點(diǎn)解決方案

針對(duì)文中開始提出的生產(chǎn)難點(diǎn)，以及上述的一些考察結(jié)果，作者列出了生產(chǎn)難點(diǎn)的控制方案：

內(nèi)層干膜：使用修正后的預(yù)調(diào)參數(shù)；

層壓過(guò)程：進(jìn)行FA 測(cè)試；

鉆孔：使用特殊鉆孔參數(shù)和裝置；

外層干膜：使用特定設(shè)置好的方法；

陶瓷磨板：使用預(yù)浸膠F7代替樹脂進(jìn)行填孔；

成型：使用銑刀以及FR-4材質(zhì)墊板。

2.5.6 鉆孔和成型結(jié)果

使用特定的鉆孔程序和裝置后，通過(guò)切片分析，孔壁的粗糙度僅為4.3 μm，符合IPC相關(guān)規(guī)定?？椎某尚统叽缂翱走吘壒饣瑹o(wú)毛刺也符合特定要求。

2.5.7 可靠性測(cè)試結(jié)果

含有熱致液晶材料的基板因?yàn)闆](méi)有使用玻纖布進(jìn)行增強(qiáng)，因此不存在CAF問(wèn)題。但需要按照IPC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行冷熱沖擊試驗(yàn)：第一步是將基板放置于125 ℃的烘箱中6 h；第二步，將基板置于干燥器中冷卻至室溫后，放置于錫爐中浸錫10 s。最后，板溫度恢復(fù)到室溫時(shí)，進(jìn)行切片分析。切片中沒(méi)有發(fā)生分層、塌陷、起泡現(xiàn)象。同時(shí)，PTH切片分析結(jié)果也顯示內(nèi)層底銅和鍍銅結(jié)合緊密，無(wú)鍍層裂紋出現(xiàn)。

2.5.8 TLCP材料應(yīng)用小結(jié)

TLCP（熱致液晶）材料和PTFE（聚四氟乙烯）材料表現(xiàn)出相似的屬性，除了化學(xué)結(jié)構(gòu)不同之外。TLCP材料因?yàn)闆](méi)有使用玻纖布，在外力和高溫的作影響下，硬度會(huì)比較差。在生產(chǎn)制造過(guò)程中，板材的變形率能達(dá)到0.06%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通的FR4板。在制造過(guò)程中，傳統(tǒng)的定位方法會(huì)導(dǎo)致基板偏移，因此需要一些特別的裝置去固定。通過(guò)對(duì)層壓參數(shù)的摸索，最終TLCP材料也能達(dá)到相應(yīng)的固化度。在可靠性及填充盲孔試驗(yàn)中，TLCP材料也有較好的表現(xiàn)。但是因?yàn)槟壳爸蛔隽艘恍┗A(chǔ)性的研究，更深層次的研究還待進(jìn)行。

2.6 環(huán)境友好材料在高熱阻和低介電常數(shù)基材中的應(yīng)用

中國(guó)臺(tái)灣工研院的Feng-Po Tseng等撰寫了一篇關(guān)于應(yīng)用PPE、TMA、MDI、BMI等環(huán)境友好物質(zhì)得到高熱阻及低介電常數(shù)CCL材料的論文[6]。

文中提到了兩種配方。一種是AIP配方：采用TMA、MDI、PPE及二甲苯和二甲基乙酰胺等材料，不使用無(wú)機(jī)填料，使用2116玻璃布增強(qiáng)，層壓固化后得到CCL板材；另一種是AIPB配方：采用TMA、MDI、PPE、BMI及二甲苯和二甲基乙酰胺等材料，不使用無(wú)機(jī)填料，使用2116玻璃布增強(qiáng)，層壓固化后得到CCL板材。配方反應(yīng)過(guò)程中，利用紅外光譜監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)行程度，并利用核磁共振譜進(jìn)行確認(rèn)。兩種配方得到的CCL板材性能的測(cè)試結(jié)果如表2所示。

3 小結(jié)

此次ECWC會(huì)議收錄的論文中，關(guān)于PCB基材方面，中國(guó)臺(tái)灣南亞介紹了汽車PCB用高可靠性CCL產(chǎn)品NP-155F及NP-175F兩款材料；日立公司推廣了應(yīng)用于高頻高速領(lǐng)域的新型低傳輸損耗的無(wú)鹵CCL材料MCL-LW-900G；而Isola 則在大會(huì)上對(duì)其新型超低損耗材料GigaSyncTM、AstraTM、TachyonTM、TerraGreenTM等四款產(chǎn)品打起了廣告；杜邦推出的新型高頻高速撓性板材料DuPontTM Pyralux TK(TK)及DuPontTM Pyralux JT（JT），并對(duì)材料性能進(jìn)行了詳細(xì)介紹；臺(tái)灣工研院對(duì)于環(huán)保材料在CCL的應(yīng)用中有較深入的研究，并介紹了氣相生長(zhǎng)碳纖維材料應(yīng)用于聚酰亞胺撓性板中的研究情況；興森快捷公司對(duì)含有熱致液晶材料的PCB板的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行摸索和考察，以驗(yàn)證其在電子電路行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用；EIPC主席（同時(shí)供職于德國(guó)Isola公司）Alun Morgan撰寫的關(guān)于阻燃劑的論文，則對(duì)含鹵阻燃劑在行業(yè)中的繼續(xù)應(yīng)用仍然抱有很大的信心；德國(guó)Nabaltec AG公司的Carsten W.IHmels的文章詳細(xì)介紹了阻燃劑勃姆石在PCB材料中的應(yīng)用。這些論文展示的一些研究結(jié)果，我們可以大概了解到當(dāng)今PCB基材發(fā)展的大致趨勢(shì)，及一些新型材料的在PCB基材中應(yīng)用情況。

[1]Alun Morgan. Fire Retardancy, What, Why, and How? [C]. ECWC 13. 2014.

[2]Carsten W. Ihmels. Metal Hydrates and Oxides as Functional Fillers to Improve Flame Retardancy and Properties of Thermosetting Compounds in E&E Applications[C]. ECWC 13. 2014.

[3]G.Sidney Cox, Rich Wessel, Glenn Oliver, Dave McGregor, Dale Smith. Flexible Materials in Rigid-Flex Board Constructions [C]. ECWC 13. 2014.

[4]Si-Yi Chin, Shou-Jui Hsiang, Yun-Tien Chen, Wei-Ta Yang. Study in thermal conductive BN/VGCF/ polyimide resin composites [C]. ECWC 13. 2014.

[5]Ai Xin, Dong Haobin. Study on processing of Thermotropic liquid crystal polymer material [C]. ECWC 13. 2014.

[6]Feng-Po Tseng, Kuei-Yi Chuang, Lu-Shih Liao, Kuo-Chan Chiou. Environmentally-Friendly Materials with Highly Thermal Resistance and Low Dielectric Constant [C]. ECWC 13. 2014.

New studies on PCB materials in ECWC13

LI Dan

This paper introduced the new technologies and developments about PCB materials in ECWC13. Dupont discussed the new trends about high speed/high frequency, thermal management and design flexibility in rigid-flex boards, and introduced the new products DuPontTM Pyralux TK(TK) and DuPontTM Pyralux JT(JT). Industrial Technology Research Institute(Taiwan) developed an environmentally-friendly material for high frequency and high electronic products, and mixed the polyimide resin, inorganic power and VGCF to produce a flexible thermal conductive substrates of three-layer structure. Fastprint Circuit Tech Co.,Ltd described a series of processing parameters and processing methods about actual production and verifies the TLCP materials products in the production of small batch processing viability. Chairman EIPC Alum Morgan took a critical look at all aspects of fire retardancy, staring with the need for fire safety. Nabaltec AG showed effects when combining metal hydrates and other fillers together with various halogen free, organic flame retardancy performance, thermal stability, thermal expansion, thermal conductivity, and processability were discussed. We can learn from these papers to know some new materials applied in PCB and the trends in PCB industries.

ECWC13; PCB; Flexible Substrate; Vapor Grown Carbon Fiber(VGCF); Thermotropic Liquid Crystal Polymer Material(TLCP); Flame Retardants; Boehmite

表2 兩種不同配方基材的性能測(cè)試結(jié)果

TN41

A

1009-0096（2014）09-0008-06