五大类PCB用基材提升CCL技术水平 |
南美覆铜板有限公司 张家亮 |
无铅兼容覆铜板 在欧盟的2002年10月11日会议上,通过了两个环保内容的"欧洲指令"。它们将于2006年7月1日起正式全面实施的决议。两个"欧洲指令"是指"电气、电子产品废弃物指令"(简称WEEE)和"特定有害物质使用限制令"(简称RoHS),在这两个法规性的指令中,都明确提到了要禁止使用含铅的材料,因此,尽快开发无铅覆铜板是应对这两个指令的最好办法。 高性能覆铜板 这里所指的高性能覆铜板,包括低介电常数(Dk)覆铜板、高频高速PCB用覆铜板、高耐热性覆铜板、积层法多层板用各种基板材料(涂树脂铜箔、构成积层法多层板绝缘层的有机树脂薄膜、玻璃纤维增强或其他有机纤维增强的半固化片等)。今后几年间(至2010年),在开发这一类高性能覆铜板方面,根据预测未来电子安装技术的发展情况,应该达到相应的性能指标值。 IC封装载板用基板材料 开发IC封装载板(又称为IC封装基板)所用的基板材料,是当前十分重要的课题。也是发展我国IC封装及微电子技术的迫切需要。伴随着IC封装向高频化、低消耗电能化方向发展,IC封装基板在低介电常数、低介质损失因子、高热传导率等重要性能上将得到提高。今后研究开发的一个重要的课题是基板的热连接技术-热散出等的有效的热协调整合。 为确保IC封装在设计上的自由度和新IC封装技术的开发,开展模型化试验和模拟化试验是必不可缺的。这两项工作,对于掌握IC封装用基板材料的特性要求,即对它的电气性能、发热与散热的性能、可靠性等要求的了解、掌握是很有意义的。另外,还应该与IC封装的设计业进一步沟通,以达成共识。将所开发的基板材料的性能,及时提供给整机电子产品的设计者,以使设计者能够建立准确、先进的数据基础。 IC封装载板还需要解决与半导体芯片在热膨胀系数上不一致的问题。即使是适于微细电路制作的积层法多层板,也存在着绝缘基板在热膨胀系数上普遍过大(一般热膨胀系数在60ppm/℃)的问题。而基板的热膨胀系数达到与半导体芯片接近的6ppm左右,确实对基板的制造技术是个"艰难的挑战"。 为了适应高速化的发展,基板的介电常数应该达到2.0,介质损失因数能够接近0.001。为此,超越传统的基板材料及传统制造工艺界限的新一代印制电路板,预测在2005年左右会在世界上出现。而技术上的突破,首先是在使用新的基板材料上的突破。 预测IC封装设计、制造技术今后的发展,对它所用的基板材料有更严格的要求。这主要表现在以下诸方面:1.与无铅焊剂所对应的高Tg性。2.达到与特性阻抗所匹配的低介质损失因子性。3.与高速化所对应的低介电常数(ε应接近2)。4.低的翘曲度性(对基板表面的平坦性的改善)。5.低吸湿率性。6.低热膨胀系数,使热膨胀系数接近6ppm。7.IC封装载板的低成本性。8.低成本性的内藏元器件的基板材料。9.为了提高耐热冲击性,而在基本的机械强度上进行改善。适于温度由高到低变化循环下而不降低性能的基板材料。10.达到低成本性、适于高再流焊温度的绿色型基板材料。 具有特殊功能的覆铜板 这里所指的特殊功能的覆铜板,主要是指:金属基(芯)覆铜板、陶瓷基覆铜板、高介电常数板、埋置无源元件型多层板用覆铜板(或基板材料)、光-电线路基板用覆铜板等。开发、生产这一类覆铜板,不但是电子信息产品新技术发展的需要,而且还是发展我国宇航、军工的需要。 高性能挠性覆铜板 自大工业化生产挠性印制电路板(FPC)以来,它已经历了三十几年的发展历程。20世纪70年代,FPC开始迈入了真正工业化的大生产。发展到80年代后期,由于一类新的聚酰亚胺薄膜材料的问世及应用,使FPC出现了无粘接剂型的FPC(一般将其称为"二层型FPC")。进入90年代,世界上开发出与高密度电路相对应的感光性覆盖膜,使得FPC在设计方面有了较大的转变。由于新应用领域的开辟,它的产品形态的概念又发生了不小的变化,其中把它扩展到包括TAB、COB用基板的更大范围。在90年代的后半期所兴起的高密度FPC开始进入规模化的工业生产。它的电路图形,急剧向更加微细程度发展。高密度FPC的市场需求量也在迅速增长。 目前世界上年生产FPC的产值达到约30亿-35亿美元。近几年来,世界的FPC的产量在不断增长。它在PCB中所占的比例也逐年增加。在美国、日本等国家,FPC占整个印制电路板产值的比例目前已达到13%-16%。FPC越来越成为PCB中一类非常重要的不可缺少的品种。 我国在挠性覆铜板方面,无论是在生产规模上,还是在制造技术水平及原材料制造技术上,都与世界先进国家、地区存在着很大差距,这种差距甚至比刚性覆铜板更大。 覆铜板应与PCB同步发展 覆铜板(CCL)作为PCB制造中的基板材料,对PCB主要起互连导通、绝缘和支撑的作用,对电路中信号的传输速度、能量损失、特性阻抗等有很大的影响,因此PCB的性能、品质、制造中的加工性、制造水平、制造成本以及长期的可靠性、稳定性等在很大程度上取决于覆铜板材料。 覆铜板技术与生产走过了半个多世纪的发展历程,现在全世界覆铜板年产量已超过3亿平方米,覆铜板已经成为电子信息产品中基础材料的一个重要组成部分。覆铜板制造行业是一个朝阳工业,它伴随着电子信息、通信业的发展,具有广阔的前景,其制造技术是一项多学科相互交叉、相互渗透、相互促进的高新技术。电子信息技术发展的历程表明,覆铜板技术是推动电子工业飞速发展的关键技术之一。 覆铜板技术与生产的发展与电子信息工业,特别是与PCB行业的发展是同步的、不可分割的。这是一个不断创新、不断追求的过程,覆铜板的进步与发展,时时受到电子整机产品、半导体制造技术、电子安装技术、PCB制造技术的革新发展所驱动。 电子信息工业的飞速发展,使电子产品向小型化、功能化、高性能化、高可靠性方向发展。从20世纪70年代中期的一般表面安装技术(SMT),到90年代的高密度互连表面安装技术(HDI),以及近年来出现的半导体封装、IC封装技术等各种新型封装技术的应用,电子安装技术不断向高密度化方向发展。同时高密度互连技术的发展推动PCB也向高密度方向发展。安装技术和PCB技术的发展,使作为PCB基板材料---覆铜板的技术也在不断进步。 专家预测,世界电子信息产业未来10年年均增长率为7.4%,到2010年世界电子信息产业市场将达3.4万亿美元,其中电子整机为1.2万亿美元,而通信设备和计算机即占其中的70%以上,达0.86万亿美元。 由此可见,作为电子基础材料的覆铜板的巨大市场不但会继续存在,而且正以15%的增长率在不断发展。覆铜板行业协会发布的相关信息表明,今后五年,为了适应高密度的BGA技术、半导体封装技术等发展趋势,高性能薄型化FR-4、高性能树脂基板等的比例将越来越大。 |
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