覆铜板技术要求

近年来，随着电子技术的发展，对环氧覆铜板用环氧树脂提出了更多更新的要求，主要表现在以下几个方面。

8.1高玻璃化转变温度(Tg)

Tg是反映环氧树脂基体随温度上升和下降的物理变化。在室温下，基质是刚性的“玻璃态”。当温度上升到一定区域时，基体会从“玻璃态”转变为“高弹性态”。此时的温度称为基质的玻璃化转变温度(Tg)。换句话说，Tg是基质保持刚性的最高温度(℃)。基质的Tg取决于所用的树脂。传统的FR-4覆铜板由双官能溴化双酚a环氧树脂制成，其Tg一般在130℃左右。为了提高基体的Tg，目前工业上大多使用酚醛环氧树脂。因为酚醛环氧树脂在其结构中含有两个以上的环氧基团，所以固化产物的交联密度高，Tg相应增加。基体的耐热性、耐化学性和尺寸稳定性相应提高。

酚醛环氧树脂，由于结构中含有多环氧基团，基体的耐热性等性能会有明显的提高。然而，该产品易碎且粘合性差。在环氧树脂覆铜板的生产中，一般不单独使用，而是与双酚a环氧树脂配合使用。酚醛环氧树脂的用量一般为环氧树脂总量的20% ~ 30%。实践证明，在酚醛环氧树脂中，双酚a酚醛环氧树脂可以获得较好的综合效果。

8.2紫外线阻挡和AOI功能

(1)阻挡紫外线随着电子工业的快速发展，印刷电路变得高精度高密度。在双面印制板和多层印制板的制造过程中，广泛使用液态光敏阻焊剂和双面同时曝光。因为紫外光(UV)可以穿透基板，所以两侧的电路图案会互相干扰，产生鬼影和废品。为了避免重影，基体中使用的环氧树脂必须具有阻挡紫外线的功能。目前业内普遍的做法是在环氧树脂体系中加入四官能环氧树脂或紫外吸收剂，利用其自身的荧光生色团性质吸收紫外光，达到阻隔效果。

1995年，我国成功研制出具有阻隔紫外线和AOI功能的环氧树脂覆铜板，还研制出相应的检测方法和仪器。检测方法已通过国际电工委员会(IEC)确认，标准号为IEC 1189-2c 11。紫外线透射比检测器由一个紫外线光源和一个紫外线光度计组成。用光度计测量无样品和有样品条件下的光能，计算出相应的紫外透过率。

K=(b/a)×100%

其中k是紫外线透射率；

A——无样品时的光能；

B——样品的光能。

根据紫外透过率，判断基质的紫外阻隔功能。高透射率表明基质具有差的抗紫外性。低透射率表明该基质具有良好的抗紫外线性能。如果基材的紫外透过率在1%以下，基本可以满足使用要求。

(2)AOI函数在印刷电路板的质量检测中，随着产量的扩大和线密度的提高，传统的人工检测方法已经不能适应。目前，一些大型企业广泛采用自动光学检测新技术(AOI)。基板中的环氧树脂必须具有AOI功能。AOI仪器县使用氩激光器作为光源。基底中的环氧树脂必须能够吸收氩激光并激发低能荧光。通过测量基板上的荧光，可以实现印刷电路板外观缺陷的自动光学检测。

8.3低介电常数

近年来，随着通信技术的发展以及信息处理和信息传播的高速化，迫切需要提供一种能够满足高频要求的低介电常数覆铜板。在高频线路中，频率一般超过300 MHz。在高频线路中，信号传播速度与基质的介电常数有关，关系如下:

v = k 1°C/ε

其中:v-信号传播速度；

k 1-常数；

c——光速；

ε——基板的介电常数。

上述公式表明，基质的介电常数越低，信号传播速度越快。为了实现信号的高速传播，需要选择低介电常数的板材。此外，在电场的作用下，矩阵因发热而消耗能量，降低了高频信号的传播效率。这种关系如下:

PL=K2 f tanδ

其中:PL——信号传播损耗；

k2-常数；

f-频率；

Tanδ——基体的介质损耗角正切。

上述公式表明，矩阵的tanδ较小，信号传播损耗也相应较小。可以看出，作为高频线路的覆铜板，必须选择低介电常数、低介质损耗角正切的树脂。但目前用于FR-4覆铜板的环氧树脂介电常数较高，难以满足高频线路的需求。在高频线路中，大部分使用聚四氟乙烯。PTFE虽然具有优异的介电性能，但与环氧树脂相比，有以下缺点:(1)加工性能差；(2)综合性能差；(3)成本高。环氧树脂虽然介电常数和介电损耗角正切高，但具有加工性能好、综合性能优异、价格合理、货源充足等优点。在环氧树脂结构中引入极性小、体积大的基团，降低固化产物中极性基团的含量，可以提高环氧树脂的介电性能。改性后的环氧树脂可能成为一种理想的高性价比高频材料。

8.4 RCC

积层多层板(BUM)是近年来发展起来的一种新技术，用于制造高密度、小孔径的多层印刷电路板。随着覆铜板的快速发展，作为其主要材料的覆铜板也得到了相应的发展。

(1)RCC的结构由高温可锻铜箔和B级树脂组成，其表面经过了粗糙化、耐热和抗氧化处理。碾压混凝土大多采用环氧树脂。碾压混凝土的树脂层应具有与FR-4粘合板相同的工艺性能。此外，层压法多层板应满足以下要求:

1)高绝缘可靠性和微过孔可靠性。

2)高玻璃化转变温度(Tg)。

3)阻燃性。

4)低介电常数和低吸水率。

5)与内板附着力好。

6)固化树脂层的厚度是均匀的。

7)对铜箔具有良好的粘合强度。

(2)碾压混凝土技术要求。

(3)RCC涂布工艺在RCC制造过程中，要求在铜箔上均匀涂布树脂。树脂层的厚度偏差控制在2mm以内。因此，必须采用高精度的涂布设备。同时生产环境必须高度净化，涂布机主要由涂布机和烘箱组成。

(4)碾压混凝土的优点

1)有利于多层板的轻量化和薄型化。

2)有利于介电性能的提高。

3)有利于激光和等离子刻蚀。

4)容易加工12um等薄铜箔。

5)普通PCB生产线即可使用，无需新设备投入。

8.5无卤素产品

目前，在环氧树脂覆铜板的生产中，阻燃产品居多，占90%以上。从安全角度出发，用户要求产品必须通过UL安全认证，阻燃性必须达到V-0级。为了满足上述要求，溴化环氧树脂被广泛用于阻燃覆铜板的生产。国外有研究机构提出，卤素阻燃剂在燃烧过程中会产生有毒物质，危害人体健康，污染环境。国际社会，特别是欧洲，对此问题表示强烈关注。欧盟环境保护委员会(EC)提出，应限期禁止在电子电气产品中使用含卤阻燃材料。无卤阻燃覆铜板的开发已成为业界的重要课题，势在必行。从化学角度看，具有阻燃作用的元素包括卤族元素(F、Cl、Br、I)和V族元素如N、P..实验表明，在环氧树脂体系中引入氮、磷等元素，配合适当的阻燃添加剂，也能获得满意的阻燃效果。

众所周知，酚醛树脂可以作为环氧树脂的固化剂。如果用酚醛树脂改性环氧树脂，可以提高环氧树脂的交联密度，进一步提高其耐热性，降低其热膨胀系数。如果在酚醛树脂的分子结构中引入含氮基团，并将这种含氮酚醛树脂作为固化改性剂对环氧树脂进行改性，不仅可以提高环氧树脂的阻燃性，还可以提高其耐热性和尺寸稳定性。