一種用于Mini LED背板的覆銅板制備與性能研究

李凌云 劉 政 劉俊秀 姜曉亮

（山東金寶電子股份有限公司，山東 招遠(yuǎn) 265400）

0 前言

我國在電視、顯示器、可穿戴設(shè)備、車載顯示等終端需求旺盛的驅(qū)動(dòng)下，Mini LED（迷你發(fā)光二極管）行業(yè)有望在未來幾年迎來快速增長期。Mini LED尺寸與常規(guī)對(duì)比如圖1所示，在Mini LED輕薄化的前提下，顯示和背光效果的高要求對(duì)PCB背板的厚度均勻性、平整性、對(duì)準(zhǔn)度等加工精度都提出了新的挑戰(zhàn)，再加上PCB背板上有大量的LED芯片和驅(qū)動(dòng)IC（集成電路），這就需要背板的Tg（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）點(diǎn)要高，而PCB背板在Mini LED加工過程中需要受到各種外力，保持背板的厚度均勻性、尺寸穩(wěn)定性等非常重要?，F(xiàn)階段，用于Mini LED背板的覆銅板也必須解決這些問題。

圖1 LED尺寸與常規(guī)對(duì)比圖

現(xiàn)在市面上應(yīng)用于Mini LED背板上的覆銅板多為進(jìn)口，本文介紹了一種采用的抗紫外線型環(huán)氧樹脂、BT樹脂（雙馬來酰亞胺—三嗪樹脂）和SMA（苯乙烯—馬來酸酐無視共聚物）樹脂為主體樹脂，配合六氫苯酐等小分子物質(zhì)，采用抗紫外線抗輻射的填料，制得的覆銅板可以滿足此應(yīng)用。

1 覆銅板制備

1.1 主要原材料

環(huán)氧樹脂，改性BT樹脂，SMA樹脂，六氫苯酐，含磷阻燃劑，助劑，溶劑，填料等，電子級(jí)玻纖布，18 μm電解銅箔，這些均為工業(yè)品。

1.2 儀器與設(shè)備

攪拌器，上膠機(jī)，壓機(jī)，檢測(cè)設(shè)備如熱機(jī)械分析儀，差示掃描熱量儀，測(cè)色儀等。

1.3 膠液配制及CCL（覆銅板）制備

（1）制備膠液：將一定比例的環(huán)氧樹脂、改性BT樹脂、SMA樹脂、六氫苯酐、含磷阻燃劑、助劑、溶劑、填料等乳化攪拌均勻；

（2）將電子級(jí)玻璃纖維布浸漬在步驟（1）制得的樹脂后，經(jīng)過100～200 ℃的上膠機(jī)，制得半固化片；

（3）取若干張步驟（2）制得的半固化片疊加在一起，雙面各覆有一張銅箔，得板材；將板材與不銹鋼板上下對(duì)應(yīng)疊合，送入真空壓機(jī)，在100～250 ℃、6.86～14.7 Mpa條件下熱壓150～300 min，制得用于mini LED背板的覆銅板。

2 測(cè)試與表征

參考IPC等標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法，主要測(cè)試項(xiàng)目及方法如下：

（1）Z-CTE及熱分層時(shí)間T288：熱機(jī)械分析法（TMA）；

（2）反射率：測(cè)色儀，根據(jù)T/CPCA 4107—2018標(biāo)準(zhǔn)；

（3）玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg：差示熱量掃描儀（DSC）；

（4）銅箔剝離強(qiáng)度：剝離強(qiáng)度測(cè)試儀，按IPC—TM—650 2.4.8方法；

（5）燃燒性：燃燒試驗(yàn)箱（UL94）。

3 結(jié)果與討論

3.1 覆銅板基本性能

制得的覆銅板具有優(yōu)異性能，具體如表1所示。

表1 覆銅板基本性能表

3.2 覆銅板耐熱性能分析

3.2.1 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）特性

制得的覆銅板具有很高的Tg值，如圖2所示，用DSC（差示掃描儀）測(cè)試可達(dá)220 ℃以上。

圖2 覆銅板Tg測(cè)試曲線圖

3.2.2 熱分層時(shí)間T288

如圖3所示，覆銅板具有很長的熱分層時(shí)間，T288＞120 min，說明板材具有優(yōu)異的耐熱性能，可滿足PCB加工中抗樹脂分層。

圖3 覆銅板T288（帶銅）測(cè)試曲線圖

3.2.3 熱膨脹系數(shù)Z-CTE

如圖4所示，覆銅板具有很低的熱膨脹系數(shù)，適應(yīng)Mini LED背板使用時(shí)對(duì)對(duì)準(zhǔn)度和加工精度的要求。

圖4 覆銅板Z-CTE測(cè)試曲線圖

本配方中改性BT樹脂具有極低的熱膨脹系數(shù)（CTE），適應(yīng)Mini LED背板使用時(shí)對(duì)對(duì)準(zhǔn)度和加工精度的要求；SMA樹脂能大大提高覆銅板的Tg值和熱變形溫度；六氫苯酐是小分子酸酐，提高了交聯(lián)密度，可以提高其耐熱性，以及減少自由體積從而提高韌性和降低吸水性，制造出的PCB在高溫?zé)o鉛焊過程中產(chǎn)生的應(yīng)力有所減少，Tg也更高。

3.3 反射性能

圖5為測(cè)色儀工作示意圖，本覆銅板的高反射率保證了獨(dú)立燈珠的亮度。

圖5 測(cè)色儀工作示意圖

3.4 抗剝性能

覆銅板的銅箔抗剝離強(qiáng)度按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IPC—TM—650中2.4.8的方法，符合要求。

3.5 阻燃性能

覆銅板的阻燃性能符合UL94標(biāo)準(zhǔn)的最高級(jí)別為V—0級(jí)別。

4 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此配方制得的覆銅板板材CTE（熱膨脹系數(shù)）低至1%，Tg高達(dá)220 ℃，T288>120 min，反射率（A態(tài)）>90%，適應(yīng)Mini LED對(duì)耐熱和尺寸穩(wěn)定性等的要求，大大提高了封裝效率和PCB板可靠性。