高频速PCB基板材料8

                                                  日 期：4/2/2009      来 源：中国环氧网

生产、开发环氧树脂印刷线路板(PCB)用基板材料的高速化、高频化，已成为了全世界环氧树脂印刷线路板(PCB)厂家，以及环氧树脂印刷线路板(PCB)基板材料基板生产厂的重要课题。中国环氧树脂行业协会专家表示，更深入的研究基板材料高速化、高频化的理论、特性，了解国外的开发进展以及在环氧树脂印刷线路板(PCB)制造中，达到最佳对这类基板材料的选择和应用，是当前需要开展的一项十分重要和必要的技术工作。

    1、不同树脂所构成的高速、高频PCB用基板材料

    (1)不同树脂所构成的高速、高频PCB用基板材料

    基板材料所用的树脂的介电常数、介质损失角正切的高低，主要受到技术的结构本身的极化程度大小而定。极化程度愈大，介电常数值就愈高。因此中国环氧树脂行业协会专家表示，消除或降低树脂中的易极化的化学结构，来达到有效的降低基板材料ε、tanδ值。以下分别介绍各种具有高介电特性的树脂构成的高速、高频PCB用基板材料的特性情况。

    ①聚四氟乙烯树脂(PTFE)。

    在低介电常数、低介质损失角正切基板材料所用的树脂中，早期应用较多的是聚四氟乙烯树脂(PTFE)。这种低ε树脂的基板材料,在1975年间被收入到美国军标中,从此在以航天、航空、军工业为中心的领域中,得到长年的使用。但PTFE树脂的玻璃化温度接近室温，它像一般热塑性树脂那样尺寸稳定低，而在机械强度、热传导性等方面又不如热固性树脂的材料。在印制电路板的制作上必须要经特殊的电镀前处理，并且它在成型加工、机械加工(切削加工)上较为困难。中国环氧树脂行业协会专家表示，这使得PTFE树脂基材无法制造高密度化环氧树脂印刷线路板(PCB)和高多层化PCB产品。

    ②聚酰亚胺树脂(PI)

    聚酰亚胺树脂(Polyimides，简称PI)是分子主链上含有酰亚胺环结构的环链高聚物树脂。它是具有很高耐热性的、开发较早的树脂。也是最早应用于基板材料制造的耐高温、较低ε性的树脂。在IPC—4101A标准中，这种基材有多种型号的编号。如：NO.40板(Tg≥200℃), NO.41板(Tg≥250℃), NO.42板(Tg:200—250℃)。在MIL标准中(S—13949H)为“GI”板。用聚酰亚胺树脂制作的PCB基板材料，具有高Tg性，并还兼备低介电常数性(改性PI树脂的基板材料ε值可达到3.3～3.6)。因而它目前已被大量地应用在航天航空、军工产品上以及大型计算机、大型通信设备中的PCB上。但它目前还存在着一些不足：表现在有较高的吸水率；在进行层压加工中易发生分层的现象；成本较高等。因此中国环氧树脂行业协会专家预测：现在以至将来，这种基板材料成为高速高频化的PCB基板材料的主流，是不可能的。

    ③热固性氰酸酯树脂(CE)

    热固性氰酸酯树脂(cyanate ester，简称CE)是一种具有很好的介电特性的树脂，但考虑到它的成本性、加工性，目前很少单独地用于基板材料的制造中。往往是通过用环氧树脂、双马来酰亚胺树脂(bismaleimide，简称BMI)、高耐热性的热塑性树脂等对其的改性，才成为优异综合特性的基板材料用树脂。特别突出的改性CE的成功例，是由双马来酰亚胺与氰酸酯树脂合成出的双马来酰亚胺三嗪树脂(bismaleimide-triazine，简称BT树脂)。它是一种优秀的低εr性的基板材料用树脂材料。近几年来，它的市场需求在不断扩大。日本三菱瓦斯化学公司于20世纪90年代中获得将其应用基板材料上的重大成果，成为了这类基板材料世界上目前最大的生产厂家。

    另外ISOLA(欧洲)、日立化成(日)等公司也有该类基材产品。由于它是一种重要的低ε基材，因此被列入到了世界的一些权威标准之中(例如，在IPC-4101A标准中，定为№30板；在IEC标准中，定为№18板；在JIS标准中定为“GTI 1F板”)。BT树脂中的极性官能团含量很少，甚至不含活性氢的官能团。这使得这种基板材料的εr值很低。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，它是一类适用于高频、高速化环氧树脂印刷线路板(PCB)要求的、有发展前景的基材产品。特别是较为广泛地应用在要求高速化的IC封装基板上。美国SIA(美国半导体协会)组织已在近期将它列入2000～2010年半导体封装基板用的重点发展的新型基板材料。但当前这种BT树脂基材在价格上与低ε、高Tg性的FR-4基板材料相比，略还存在着一定的劣势。