成果名称: 高耐热环保高频覆铜板的研究及产业化
完成单位: 中山台光电子材料有限公司
主要人员: 李长元,李湘南,蔡联辉,王亚璐,彭红霞,胡志龙,陈浩,陈兴法,熊翔
介绍:

    一、课题来源与背景: 近几年云端运算、物联网技术、无线宽带网络、通信、卫星通信的发展推动电子设备向高频化方向发展,诸如卫星系统、移动通信回传基站、汽车雷达、ITS(智能交通系统)的 ETC系统、先进巡航辅助高速公路系统、WLL(无线通信网)、测试仪器等设备都必须采用高频电路设计,而最终这些电路都有赖于高频电路板才能得以实现,“一代材料决定一代产品”,作为高频电路板的关键承载支撑基材——高频覆铜板,其综合性能制约了高频电子产品的发展方向。目前,随着这类基板在应用领域上的扩大及市场需求量的增加,高频覆铜板技术也有了飞速的进步,因需求量的增加,其生产迅速形成产业规模化也是市场的要求。 传统的PCB线路板,最常用来作为多层铜箔电路基板的是FR4印刷电路基板,此种FR4印刷电路基板,其介电常数范围在1GHz下为4.6~5.4,耗散系数在1G Hz下约0.015~0.022,优点是技术相当成熟、成本低廉。但随新世代的电子产品趋向轻薄短小,人们日常生活中的信息处理和信息通讯日益要求信息处理的高速化、音像传送的高完整性,趋于高频或者超高频的技术需求正在对材料提出了更高的技术要求。 为解决现阶段高频线路板信号传输不良、耐热性及加工性能差等问题,市场急需研发出低介电常数、低介电损耗、高耐热及环境友好的高频覆铜板,来促进PCB行业的健康发展。 本开发的主要目的是在于研发一种高频覆铜板材料,具低介电常数与低耗散系数特性之热固性树脂的组成,且其具有低介电特性、耐热性、低吸湿性及环境友好等特性,且可应用于印制电路板及积层板和电路板等。

    二、技术原理及性能指标: 本项目高耐热环保高频覆铜板的开发,其配方的特点在于:相较于一般使用的环氧树脂系统有较高的Dk/Df值,低介电材料一般使用Dk/Df较低的氰酸酯系统,然单纯使用氰酸酯树脂除了原料成本高以外(氰酸酯树脂的成本约为环氧树脂之5~10倍价格),氰酸酯具有强吸湿性,以氰酸酯为主体的半固化胶片及基板会吸收空气中的水气,半固化胶片吸收水分后储期变差,基板吸收水分后耐热性变差。 有鉴于此,为了提升含氰酸酯树脂之基板耐热性及抗湿性,本项目通过添加不同的共交联剂,以增加树脂系统的交联密度及固化程度,以制作出以氰酸酯树脂为主体且具有Dk/Df、高耐热性及抗湿性的环保半固化胶片及基板。 此外,基板为了达到UL 94阻燃性标准,且以不添加含溴的阻燃剂为目标,本项目添加环保型含磷化合物作为阻燃剂,使之到UL94 V-0的阻燃水平,提供客户安心使用。 性能指标如下: 低介电损耗:Dk (10GHz RC50%)≦3.2, Df (10GHz RC50%)≦0.006; 低吸水性:吸水率(浸泡24h) ≤0.05% 高耐热性:玻璃态转化温度DMA Tg≥210℃; 含铜T288>60 min; PCT (3hr, dip 288℃) Pass; 优异的阻燃性:通过UL 94 V-0阻燃性测试 环境友好:卤素含量(Br+Cl)<1500 ppm

    三、本项目的创造性与先进性: 1.我司领先业界发现氰酸酯树脂搭配苯并恶嗪树脂及聚苯醚树脂可达到较佳的低Dk及低 Df要求。氰酸酯树脂可与苯并恶嗪树脂交联作用,苯并恶嗪树脂一方面可提升与氰酸酯树脂之交联密度,另一方面苯并恶嗪树脂具有抗水性,可降低树脂配方整体吸湿性,使我司开发的氰酸酯树脂系统抗吸湿性优于业界其它氰酸酯系统。此方案已申请专利保护。 2.通过确定上述成分的最优化设计,确定配方,将制作的粘结片辅以低介电的E-glass玻璃纤维布,以及低轮廓铜箔,并使介质层与铜箔的热膨胀系数尽量一致,提高板材稳定性。最终制得具有高耐热性(玻璃态转化温度Tg>>200℃( DMA),T288>60 min)、环境友善、低介电损失(Dk(10GHz)≦3.9,Df(10GHz)≦0.009、达到UL94 V-0阻燃级别等性能优异的高频覆铜板。

     四、成熟程度及适用范围: 本项目于2017年6月结题,现已成熟应用于云端运算、物联网技术、无线宽带网络、通信、卫星通信、金融行业等全年不休的大型服务器或者基站中,具有优良信号传输特性和稳定性,客户反馈满意,安全性佳;

批准登记号:
登记日期: 2020-07-14
研究起止时间: 2014-06-01至2017-06-01
所属行业: 制造业
所属高新技术类别: 电子信息
评价单位名称: 中山市科技局
评价日期: 2018-08-10