Requisitos técnicos para laminados revestidos de cobre
En los últimos años, con el desarrollo de la tecnología electrónica, se han propuesto requisitos más actualizados para la resina epoxi para laminados revestidos de cobre epoxi, que se reflejan principalmente en los siguientes aspectos.
8.1 Alta temperatura de transición vítrea (Tg)
La Tg refleja los cambios físicos de la matriz de resina epoxi a medida que la temperatura sube y baja. A temperatura ambiente, la matriz se encuentra en un "estado vítreo" rígido. Cuando la temperatura aumenta hasta un cierto rango, la matriz cambiará de un "estado vítreo" a un "estado altamente elástico". La temperatura en este momento se denomina temperatura de transición vítrea (Tg) del sustrato. En otras palabras, Tg es la temperatura más alta (°C) a la que la matriz permanece rígida. La Tg de la matriz depende de la resina utilizada. Los laminados revestidos de cobre FR-4 tradicionales están hechos de resina epoxi de bisfenol-a bromada bifuncional y su Tg es generalmente de alrededor de 130 °C. Para aumentar la Tg de la matriz, en la industria se utilizan principalmente resinas epoxi fenólicas. Debido a que la resina epoxi novolaca contiene más de dos grupos epoxi en su estructura, la densidad de reticulación del producto curado es alta y la Tg aumenta en consecuencia. En consecuencia, se mejoran la resistencia al calor, la resistencia química y la estabilidad dimensional de la matriz.
Resina epoxi fenólica, debido a que contiene múltiples grupos epoxi en su estructura, la resistencia al calor y otras propiedades de la matriz se mejorarán significativamente. Sin embargo, el producto es quebradizo y tiene malas propiedades adhesivas. En la producción de laminados revestidos de cobre con resina epoxi, generalmente no se usa solo, sino junto con resina epoxi de bisfenol A. La dosis de resina epoxi fenólica es generalmente del 20% al 30% de la cantidad total de resina epoxi. La práctica ha demostrado que entre las resinas epoxi fenólicas, la resina epoxi fenólica de bisfenol A puede lograr mejores efectos integrales.
8.2 Bloqueo UV y funciones AOI
(1) Bloqueo UV Con el rápido desarrollo de la industria electrónica, los circuitos impresos se han vuelto de alta precisión y alta densidad. En el proceso de fabricación de tableros impresos de doble cara y tableros impresos multicapa, se utilizan ampliamente la resistencia de soldadura fotosensible líquida y la exposición simultánea de doble cara. Debido a que la luz ultravioleta (UV) puede penetrar el sustrato, los patrones de circuito en ambos lados interferirán entre sí, provocando fantasmas y desperdicios. Para evitar imágenes fantasma, la resina epoxi utilizada en la matriz debe tener capacidad de bloqueo de rayos UV. En la actualidad, una práctica común en la industria es agregar resina epoxi tetrafuncional o absorbente de UV al sistema de resina epoxi, utilizando sus propias propiedades de cromóforo fluorescente para absorber la luz UV y lograr un efecto de bloqueo.
En 1995, mi país desarrolló con éxito un laminado revestido de cobre de resina epoxi con la función de bloquear los rayos ultravioleta y el AOI, y también desarrolló los métodos e instrumentos de detección correspondientes. El método de prueba ha sido confirmado por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) y el número de estándar es IEC 1189-2c 11. El detector de transmitancia UV consta de una fuente de luz UV y un fotómetro UV. Utilice un fotómetro para medir la energía luminosa sin muestra y con muestra, y calcule la transmitancia UV correspondiente.
K=(b/a)×100%
Donde k es la transmitancia ultravioleta;
A——Energía luminosa sin muestra;
p>
B——La energía luminosa de la muestra.
En función de la transmitancia de rayos UV, se juzga la función de bloqueo de rayos UV del sustrato. Una alta transmitancia indica una pobre resistencia a los rayos UV de la matriz. La baja transmitancia indica que la matriz tiene buena resistencia a los rayos UV. Si la transmitancia UV del sustrato es inferior al 1%, básicamente puede cumplir con los requisitos de uso.
(2) Función AOI En la inspección de calidad de placas de circuito impreso, con la expansión de la producción y la mejora de la densidad lineal, el método tradicional de inspección manual ya no puede adaptarse. En la actualidad, algunas grandes empresas adoptan ampliamente la nueva tecnología de inspección óptica automática (AOI). La resina epoxi del sustrato debe tener funcionalidad AOI. AOI Instruments utiliza un láser de argón como fuente de luz. La resina epoxi del sustrato debe poder absorber el láser de argón y excitar la fluorescencia de baja energía. Al medir la fluorescencia en el sustrato, se puede lograr una inspección óptica automática de los defectos de apariencia de la placa de circuito impreso.
8.3 Constante dieléctrica baja
En los últimos años, con el desarrollo de la tecnología de la comunicación y la alta velocidad de procesamiento y difusión de la información, existe una necesidad urgente de proporcionar una constante dieléctrica baja. que puede cumplir con los requisitos de alta frecuencia. Laminado revestido de cobre constante dieléctrico. En líneas de alta frecuencia, la frecuencia suele superar los 300 MHz. En líneas de alta frecuencia, la velocidad de propagación de la señal está relacionada con la constante dieléctrica del sustrato, y la relación es la siguiente:
v = k 1°C/ε
Donde : v-velocidad de propagación de la señal;
k 1-constante;
c - velocidad de la luz
ε - constante dieléctrica del sustrato.
La fórmula anterior muestra que cuanto menor es la constante dieléctrica del sustrato, más rápido se propaga la señal.
Para lograr una propagación de señales a alta velocidad, es necesario seleccionar placas con constantes dieléctricas bajas. Además, bajo la acción de un campo eléctrico, la matriz consume energía debido al calentamiento, lo que reduce la eficiencia de propagación de señales de alta frecuencia. Esta relación es la siguiente:
PL=K2 f tanδ
Donde: PL - pérdida de propagación de la señal;
k2-constante;
f-frecuencia;
Tanδ——tangente de pérdida dieléctrica de la matriz.
La fórmula anterior muestra que la tan δ de la matriz es pequeña y la pérdida de propagación de la señal es correspondientemente pequeña. Se puede observar que, como laminado revestido de cobre para líneas de alta frecuencia, se debe seleccionar una resina con una constante dieléctrica baja y una tangente de pérdida dieléctrica baja. Sin embargo, la constante dieléctrica de la resina epoxi utilizada actualmente para los laminados revestidos de cobre FR-4 es relativamente alta, lo que dificulta satisfacer las necesidades de los circuitos de alta frecuencia. En líneas de alta frecuencia se utiliza principalmente politetrafluoroetileno. Aunque el PTFE tiene excelentes propiedades dieléctricas, tiene las siguientes desventajas en comparación con la resina epoxi: (1) rendimiento de procesamiento deficiente (2) rendimiento general deficiente (3) costo elevado; Aunque la resina epoxi tiene una constante dieléctrica y una tangente de pérdida dieléctrica altas, tiene las ventajas de un buen rendimiento de procesamiento, un excelente rendimiento integral, un precio razonable y un suministro suficiente. La introducción de grupos polares pequeños y de gran volumen en la estructura de la resina epoxi para reducir el contenido de grupos polares en el producto curado puede mejorar las propiedades dieléctricas de la resina epoxi. La resina epoxi modificada puede convertirse en un material de alta frecuencia ideal y rentable.
8.4 RCC
La placa multicapa incorporada (BUM) es una nueva tecnología desarrollada en los últimos años y se utiliza para fabricar placas de circuito impreso multicapa de alta densidad y pequeña apertura. . Con el rápido desarrollo de los laminados revestidos de cobre, los laminados revestidos de cobre, como materiales principales, también se han desarrollado en consecuencia.
(1) La estructura de RCC está compuesta por una lámina de cobre maleable a alta temperatura y resina de grado B, y su superficie ha sido rugosa, resistente al calor y tratada contra la oxidación. El hormigón compactado con rodillo utiliza principalmente resina epoxi. La capa de resina de RCC debe tener el mismo rendimiento de proceso que el tablero adherido FR-4. Además, los tableros laminados multicapa deben cumplir los siguientes requisitos:
1) Alta fiabilidad de aislamiento y fiabilidad de microvías.
2) Elevada temperatura de transición vítrea (Tg).
3) Retardante de llama.
4) Baja constante dieléctrica y baja absorción de agua.
5) Buena adherencia al panel interior.
6) El espesor de la capa de resina curada es uniforme.
7) Tiene buena fuerza de unión a la lámina de cobre.
(2)Requisitos técnicos del hormigón compactado con rodillo.
(3) Proceso de recubrimiento RCC En el proceso de fabricación RCC, se requiere que la resina recubra uniformemente la lámina de cobre. La desviación del espesor de la capa de resina se controla dentro de 2 mm. Por lo tanto, se deben utilizar equipos de recubrimiento de alta precisión. Al mismo tiempo, el entorno de producción debe estar altamente purificado. La máquina de recubrimiento consta principalmente de una máquina de recubrimiento y un horno.
(4) Ventajas del hormigón compactado con rodillos
1) Es beneficioso para el aligeramiento y adelgazamiento de tableros multicapa.
2) Favorece la mejora de las propiedades dieléctricas.
3) Propicio para grabado con láser y plasma.
4) Es fácil procesar láminas de cobre delgadas como 12um.
5) Las líneas de producción de PCB ordinarias se pueden utilizar sin necesidad de invertir en nuevos equipos.
8.5 Productos libres de halógenos
En la actualidad, en la producción de laminados revestidos de cobre con resina epoxi, los productos ignífugos representan más del 90%. Desde una perspectiva de seguridad, los usuarios exigen que los productos pasen la certificación de seguridad UL y que su retardo de llama alcance el nivel V-0. Para cumplir con los requisitos anteriores, la resina epoxi bromada se usa ampliamente en la producción de laminados revestidos de cobre retardantes de llama. Algunas instituciones de investigación extranjeras han propuesto que los retardantes de llama halógenos producirán sustancias tóxicas durante el proceso de combustión, poniendo en peligro la salud humana y contaminando el medio ambiente. La comunidad internacional, especialmente Europa, ha expresado gran preocupación por esta cuestión. El Comité Europeo de Protección del Medio Ambiente (CE) propuso prohibir dentro de un plazo el uso de materiales retardantes de llama que contengan halógenos en productos electrónicos y eléctricos. El desarrollo de laminados revestidos de cobre retardadores de llama y libres de halógenos se ha convertido en un tema importante en la industria y es imperativo. Desde un punto de vista químico, los elementos con efectos retardantes de llama incluyen elementos halógenos (F, Cl, Br, I) y elementos V como N, P. Los experimentos muestran que la introducción de nitrógeno, fósforo y otros elementos en el sistema de resina epoxi, con Con aditivos retardantes de llama apropiados, también se pueden obtener efectos retardantes de llama satisfactorios.
Como todos sabemos, la resina fenólica se puede utilizar como agente de curado de la resina epoxi. Si la resina epoxi se modifica con resina fenólica, se puede aumentar la densidad de reticulación de la resina epoxi, se puede mejorar aún más su resistencia al calor y se puede reducir su coeficiente de expansión térmica.
Si se introducen grupos que contienen nitrógeno en la estructura molecular de la resina fenólica y esta resina fenólica que contiene nitrógeno se usa como modificador de curado para modificar la resina epoxi, no solo se puede mejorar la retardancia de llama de la resina epoxi, sino también su retardación de llama. También se puede mejorar la resistencia al calor y la estabilidad dimensional.