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IC載板技術

IC載板技術 - 常用PCB基板材質及IC載板材質分析

IC載板技術

IC載板技術 - 常用PCB基板材質及IC載板材質分析

常用PCB基板材質及IC載板材質分析
2023-02-14
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Author:IC載板廠      分享文章

電子資訊產業的快速發展,使電子產品向小型化、功能化、高性能化、高可靠性方向發展。 從70年代中期的通用表面貼裝科技(SMT)到1990年代的高密度互連表面貼裝科技(HDI),以及近年來電晶體封裝和IC封裝技術等各種新型封裝技術的應用,電子安裝科技不斷向高密度方向發展。 同時高密度互連科技的發展推動PCB也向高密度方向發展。 隨著貼裝科技和PCB科技的發展,覆銅板作為PCB基板材質的科技也在不斷提高。


據專家預測未來10年世界電子資訊產業將以年均7.4%的速度增長。 到2020年,世界電子資訊產業市場規模將達到6.4萬億美元,其中電子整機3.2萬億美元,而通信設備和電腦將占其中的70%以上,達0.96萬億美元。 可以看出,覆銅板作為電子基礎材質的巨大市場不僅會繼續存在,而且還會以15%的增長率繼續發展。 覆銅板行業協會發佈的相關資訊顯示,未來五年,為適應高密度BGA科技和電晶體封裝技術的發展趨勢,高性能薄型FR-4和高性能樹脂基材將新增。


覆銅板(CCL)作為PCB製造中的基板材質,主要對PCB起到互連、絕緣和支撐作用,對PCB中訊號的傳送速率、能量損耗和特性阻抗有很大影響。 電路。 囙此,PCB覆銅板的效能、質量、制造技術性、製造水准、製造成本以及長期可靠性和穩定性在很大程度上取決於覆銅板的材質。


覆銅板科技和生產經歷了半個多世紀的發展。 現在全球覆銅板年產量已超過3億平方米,覆銅板已成為電子資訊產品基礎材質的重要組成部分。 覆銅板製造業是新興產業。 隨著電子資訊和通信產業的發展,具有廣闊的前景。 其製造技術是一門多學科交叉、滲透、促進的高新技術。 電子資訊技術的發展歷程表明,覆銅板科技是推動電子工業快速發展的關鍵技術之一。


中國覆銅板(CCL)產業未來發展戰略的重點任務。 在產品方面,要在五類PCB基板新材料上下功夫,即通過五類基板新材料的開發和科技突破。, 使中國覆銅板的尖端科技得到了提高。 下麵列出的五類新型高性能覆銅板產品的開發,是中國覆銅板行業工程技術人員在今後研發中應重點關注的課題。

IC封裝覆銅板

PCB基板材質無鉛相容覆銅板

在2002年10月11日的歐盟會議上,通過了兩項具有環保內容的“歐洲指令”。 他們將於2006年7月1日正式執行該決議。 兩項“歐洲指令”指的是“電子電氣產品廢棄物指令”(簡稱WEEE)和“特定有害物質使用限制令”(簡稱作為RoHs)。 在這兩個法定指令中,明確提到了要求。 禁止使用含鉛材質。 囙此,應對這兩個指令的最佳管道是儘快開發無鉛覆銅板。


PCB基板材質-高性能覆銅板

這裡所說的高性能覆銅板包括低介電常數(Dk)覆銅板、高頻高速PCB用覆銅板、高耐熱覆銅板、多層板用各種基材(樹脂覆銅箔、構成層壓多層板絕緣層的有機樹脂薄膜、玻璃纖維增强或其他有機纖維增強預浸料等)。 在接下來的幾年裏(到2010年),在開發這種類型的高性能覆銅板,根據預測未來電子安裝科技的發展,應達到相應的性能指標值。


PCB基板材質-IC封裝載體的基板材質

IC封裝基板(又稱IC封裝基板)用基板材質的開發是現時非常重要的課題。 發展中國的IC封裝和微電子技術也是迫切需要。 隨著IC封裝向高頻、低功耗方向發展,IC封裝基板在低介電常數、低介電損耗因數、高熱導率等重要效能方面將得到提升。 未來研發的一個重要課題是基板熱連接科技——散熱的有效熱協調和集成。


為了保證IC封裝設計的自由度和IC封裝新技術的開發,進行模型測試和模擬測試是必不可少的。 這兩項任務對於掌握IC封裝基板材質的特性要求,即瞭解和掌握其電力效能、散熱效能、可靠性等要求非常有意義。 此外,還應與IC封裝設計行業進一步溝通,達成共識。 開發出的基板材質的效能將及時提供給完整電子產品的設計者,使設計者建立準確、先進的數據基礎。


IC封裝載體還需要解决與電晶體晶片熱膨脹係數不一致的問題。 即使是適合製作微細電路的積層法多層板,其絕緣基板的熱膨脹係數也一般過大(一般熱膨脹係數為60ppm/℃)。 基板的熱膨脹係數達到6ppm左右,接近於電晶體晶片的熱膨脹係數,這對於基板的製造技術來說確實是一個“難點的挑戰”。


為適應高速發展,基板的介電常數應達到2.0,介電損耗因數可接近0.001。 為此,預計2005年前後世界將出現超越傳統基板材質和傳統制造技術界限的新一代印刷電路板。 


為了預測IC封裝設計和製造技術的未來發展,對其所使用的基板材質有更嚴格的要求。 這主要表現在以下幾個方面:

1、與無鉛焊劑對應的高Tg。

2、實現與特性阻抗匹配的低介質損失因數性。

3、與高速化所對應的介電常數( ε 應接近2)。

4.低翹曲度性(提高基板表面的平整度)。

5、吸濕率低。

6、熱膨脹係數低,使熱膨脹係數接近6ppm。

7、IC封裝載體成本低。

8、低成本性的內藏元器件的基板材質。

9、為提高耐熱衝擊性,而在基本機械強度上進行提高。 適用於在由高到低的溫度變化迴圈下不降低效能的基板材質。

10、達到低成本性,適於高回流焊接溫度的綠色型基板材質。

D、PCB基板材質具有特殊功能的覆銅板

這裡所說的具有特殊功能的覆銅板主要是指:金屬基(芯)覆銅板、陶瓷基覆銅板、高介電常數層壓板、嵌入式無源元件用覆銅板(或基板材質)-型多層板、光電線路基板用覆銅板等。 這類覆銅板的開發和生產不僅是電子資訊產品新技術開發的需要,也是中國家的航空航太和軍事工業。


PCB基板材質高性能柔性覆銅板

自柔性印刷電路板(FPC)大規模工業化生產以來,經歷了30多年的發展。 1970年代,FPC開始進入真正工業化的批量生產。 發展到80年代後期,由於一類新型聚醯亞胺薄膜材質的出現和應用,FPC無粘接劑型的FPC(一般簡稱“兩層FPC”)。 90年代,世界研發出與高密度電路相對應的感光性覆蓋膜,這引起了FPC設計的重大變化。 由於新應用領域的發展,其產品形式的概念發生了很多變化,並已擴展到包括更大範圍的TAB和COB基材。 90年代後半期出現的高密度FPC開始進入大規模工業化生產。 它的電路圖案迅速發展到了更微妙的層次。 高密度FPC的市場需求也在快速增長。


現時,全球生產的FPC年產值已達到約30億美元至35億美元。 近年來,全球FPC的產量不斷增加。 其在PCB中的比重也在逐年增加。 在美國等國家,FPC占整個印刷電路板產值的13%-16%。 FPC正日益成為PCB中一個非常重要且不可或缺的品種。

在柔性覆銅板方面,中國在生產規模、製造技術水准、原材料製造技術等方面與先進國家和地區存在較大差距,這一差距甚至大於剛性覆銅板