環(huán)氧覆銅板技術(shù)的發(fā)展

　環(huán)氧覆銅板是環(huán)氧樹脂的重要而高性能的應(yīng)用領(lǐng)域。了解其技術(shù)發(fā)展的新特點(diǎn)是預(yù)測(cè)高性能CCL發(fā)展趨勢(shì)的基本條件，也是順應(yīng)了終端電子產(chǎn)品的發(fā)展需求。

　　先可從HDI多層板發(fā)展特點(diǎn)對(duì)高性能覆銅板技術(shù)進(jìn)步的影響來分析。
　　1、HDI多層板的問世對(duì)傳統(tǒng)PCB技術(shù)及其基板材料技術(shù)是一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。20世紀(jì)90年代初，出現(xiàn)新一代高密度互連(High Density Interconnection，簡稱為HDI)印制電路板--積層法多層板(Build-Up Multiplayer printed board，簡稱為BUM)的最早開發(fā)成果，它的問世是全世界幾十年的印制電路板技術(shù)發(fā)展歷程中的重大事件。積層法多層板即HDI多層板，至今仍是發(fā)展HDI的PCB的最好、最普遍的產(chǎn)品形式，在HDI多層板之上，將最新PCB(環(huán)氧樹脂印刷線路板)尖端技術(shù)體現(xiàn)得淋漓盡致。
　　HDI多層板產(chǎn)品結(jié)構(gòu)具有3大突出的特征。主要是：“微孔、細(xì)線、薄層化”。其中“微孔”是它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)中核心與靈魂。因此，現(xiàn)又將這類HDI多層板稱作為“微孔板”。HDI多層板已經(jīng)歷10幾年的發(fā)展歷程，但它在技術(shù)上仍充滿著朝氣蓬勃的活力，在市場上仍有著前程廣闊的空間。在對(duì)傳統(tǒng)的PCB技術(shù)及其基板材料技術(shù)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)時(shí)，也改變著CCL產(chǎn)品研發(fā)的思維，引領(lǐng)當(dāng)今CCL技術(shù)發(fā)展的趨向，作為當(dāng)今CCL技術(shù)創(chuàng)新的主要“源動(dòng)力”，推動(dòng)著CCL技術(shù)的快速發(fā)展。
　　2、環(huán)氧樹脂主要作用
　　在薄型化CCL開發(fā)中，需要所用環(huán)氧樹脂主要作用體現(xiàn)在3個(gè)方面。
　　首先是過環(huán)氧樹脂的改性提高基板的剛性，即CCL的彈性模量的提高。2005年下半年松下電工公司開始推向市場只有40um厚的無鹵化高Tg環(huán)氧-玻纖布基CCL(牌號(hào)為R-1515B)。由于在這種極薄CCL的樹脂組成物中對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行了改性的創(chuàng)新，使得這種薄板的關(guān)鍵性能項(xiàng)目一一彎曲模量值高于一般FR-4型CCL的1.3倍，特別在是250℃下高于一般FR-4型CCL的3倍。由于有這一特性，使得二次高溫回流焊接過程中基板的翹曲度和變形有明顯的減少。
　　其次薄型化CCL的絕緣可靠性更加突出的重要。因此需求所用環(huán)氧樹脂及酚醛樹脂(作為固化劑)都具有更高的介電性能，更好的耐濕性。近年在此方面的日本不少環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廠的發(fā)明專利有所增多。主要表現(xiàn)在：提高環(huán)氧樹脂組成物的介電性、耐濕性；降低環(huán)氧樹脂的無機(jī)氯、有機(jī)氯含量；為提高環(huán)氧樹脂固化物的介電性能，提高酚醛樹脂固化劑性能，降低它的酚性羥基含量。
　　環(huán)氧樹脂在CCL薄型化方面的另一個(gè)所用表現(xiàn)為：薄型化CCL的半固化片加工是生產(chǎn)工藝中需要解決的重要問題，薄型化CCL樹脂需要在多項(xiàng)性能上獲得提高，因此在環(huán)氧樹脂組成物中多種擔(dān)當(dāng)提高不同性能任務(wù)的樹脂，需要很好的共混、融合。這樣環(huán)氧樹脂組成物中的環(huán)氧樹脂、固化劑樹脂都需要提高它的相溶性、存儲(chǔ)穩(wěn)定性。日本有些環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廠近年在此的開展研究的專利成果也是較多篇的發(fā)表，如大日本油墨公司的有關(guān)酚醛型環(huán)氧樹脂如何解決相溶性差的問題、三井化學(xué)公司的有關(guān)提高環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂固化劑之間的相溶性，提高其樹脂組成物存儲(chǔ)穩(wěn)定性的問題等。
　　3、HDI多層板有什么技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)？
　　搞清這點(diǎn)對(duì)我們研究它在技術(shù)發(fā)展中，對(duì)其基板材料性能有哪些需求，可找到判斷的依據(jù)與切入點(diǎn)。HDI多層板的技術(shù)發(fā)展，有著創(chuàng)新性、工藝法多樣化、實(shí)用性強(qiáng)、與材料技術(shù)進(jìn)步關(guān)系密切等特點(diǎn)，對(duì)材料依賴性強(qiáng)是其突出特點(diǎn)，HDI多層板與基板材料在技術(shù)上的發(fā)展，總是相輔相成、共同并進(jìn)的，無論是各種HDI多層板工藝法的問世，還是它的品質(zhì)、水平的提升，無不與它所用的基板材料在技術(shù)上的支持密切相關(guān)。HDI多層板問世以來，高性能覆銅板基本上是圍繞著HDI多層板技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)的更大發(fā)揮而在進(jìn)步、在發(fā)展。它對(duì)高性能覆銅板技術(shù)發(fā)展的影響，主要表現(xiàn)在以下幾方面：基板材料產(chǎn)品形式的多樣化；一類CCL產(chǎn)品的多品種化；CCL產(chǎn)品的廠家特色化；追求CCL性能的均衡化；CCL新產(chǎn)品問世的快速化。
　　環(huán)氧樹脂業(yè)適應(yīng)高性能覆銅板技術(shù)發(fā)展是業(yè)界熱點(diǎn)。HDI多層板的高速發(fā)展，驅(qū)動(dòng)著高性能覆銅板向著產(chǎn)品形式多樣化、多品種化、廠家產(chǎn)品的特色化、性能均衡化、產(chǎn)品開發(fā)快速化的方向進(jìn)展。環(huán)氧樹脂業(yè)在高性能覆銅板這些多方面發(fā)展上，應(yīng)做出哪些應(yīng)對(duì)的策略? 一要發(fā)展系列化環(huán)氧樹脂產(chǎn)品，以適應(yīng)CCL的多樣化、多品種化；二要改換角色，從“配合”(配合CCL業(yè)開發(fā)新品)轉(zhuǎn)變?yōu)椤罢稀?參與CCL業(yè)開發(fā)新品；三要不但研究本體樹脂，還應(yīng)研究適應(yīng)CCL的樹脂組成體系，包括固化劑、固化促進(jìn)劑、稀釋劑、其它配合劑等，并還應(yīng)對(duì)環(huán)氧樹脂的改性技術(shù)、與其它高性能聚合物樹脂的相溶性及反應(yīng)性、與其它材料(增強(qiáng)材料、填充材料等)界面接合技術(shù)等開展更加深入的研究；四是CCL生產(chǎn)廠家發(fā)展特色化的品牌產(chǎn)品，其根基是開發(fā)、掌握了制造CCL產(chǎn)品樹脂組成物的獨(dú)有技術(shù)，作為環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廠家在協(xié)助下游的CCL生產(chǎn)廠推動(dòng)這種樹脂組成物的開發(fā)工作中，應(yīng)開發(fā)出與某些CCL生產(chǎn)廠所開發(fā)的CCL產(chǎn)品一一對(duì)應(yīng)的特殊性能要求的環(huán)氧樹脂。隨著CCL多品種化、特色化的發(fā)展，今后這種“對(duì)應(yīng)”的環(huán)氧樹脂品種需求形式，將越來越會(huì)增多。它將樹脂供應(yīng)廠與CCL廠合作鏈發(fā)展得更加緊密。
　　當(dāng)前對(duì)應(yīng)HDI多層板技術(shù)進(jìn)步的基板材料及所用環(huán)氧樹脂的重點(diǎn)發(fā)展課題。HDI多層板技術(shù)發(fā)展在未來幾年內(nèi)的發(fā)展重點(diǎn)是：導(dǎo)電電路寬度/間距更加微細(xì)化、導(dǎo)通孔更加微小化、基板的絕緣層更加薄型化。這一發(fā)展趨勢(shì)給基板材料制造業(yè)提出了以下兩大方面的重要課題：如何在HDI多層板的窄間距、微孔化不斷深入發(fā)展的情況下，保證它的基板絕緣可靠性、通孔可靠性；如何實(shí)現(xiàn)高性能CCL的更加薄型化。第一方面課題歸結(jié)為基板材料的可靠性問題，它由CCL基本性能(包括耐熱性、耐離子遷移性、耐濕性、耐TCP性、介電性等)與基板加工性(微孔加工性、電鍍加工性)兩方面性能的綜合體現(xiàn)，而所提及的CCL各方面具體性能都是與CCL用樹脂性能相關(guān)。所謂與樹脂的相關(guān)性，就是環(huán)氧樹脂應(yīng)達(dá)到3個(gè)層的要求：要實(shí)現(xiàn)對(duì)樹脂所需的性能指標(biāo)；要在一些條件變化下確保這些性能的穩(wěn)定；要有與其它高性能樹脂的共存性好(即互溶性、或反應(yīng)性、或聚合物合金性好)。
　　實(shí)現(xiàn)CCL薄型化中對(duì)其所用的環(huán)氧樹脂性能要求的技術(shù)含量較高。CCL薄型化技術(shù)主要是要解決板的剛性提高(便于工藝操作性，保證機(jī)械強(qiáng)度等)、翹曲變形減小的突出問題，薄型化CCL在工藝研發(fā)中，除了在半固化片加工工藝上需要有所改進(jìn)、創(chuàng)新外，于樹脂組成和增強(qiáng)材料技術(shù)也是十分關(guān)鍵的方面。CCL在實(shí)現(xiàn)薄型化的主要三條技術(shù)途徑：一是提高玻纖布的硬度，如采用S玻纖布、H玻纖布(特開2001-329080)，但這種更換玻纖增強(qiáng)材料的技術(shù)線路，會(huì)引起CCL制造成本的升高；二是在樹脂組成物中添加高剛性填料。但這樣的工藝路線，制出的基板存在著鉆孔加工時(shí)對(duì)鉆頭磨耗大、孔定位精度降低、孔壁粗糙度偏大的問題，因此必須注重對(duì)填料的粒徑的選擇或與低硬度的填料并用；三是對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，提高在CCL樹脂組成物固化物的剛性，是解決薄型化CCL機(jī)械強(qiáng)度偏低的重要手段。