CN101797825B - 适用于高阶高密度互连积层板的覆铜箔板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属电子信息技术领域,具体涉及一种适用于生产高阶高密度互联积层板的环氧玻璃布基覆铜箔板及其制备方法。该覆铜箔板由多官能团环氧树脂和辅料以适当配比调制后的粘合剂,涂覆上胶于玻璃纤维布之上,再覆上铜箔经热压而制备获得,板厚为0.05~3.2mm,所用铜箔厚度为1/3oz~5oz。本发明制备的环氧玻璃布基覆铜箔板具有高玻璃化温度、优良耐热性、耐CAF性及尺寸稳定性、低的Z-CTE值与吸水率、良好的机械加工性、耐电化性、耐燃性等特性,完全适用于高阶高密度互连积层板的制造加工。
Description
技术领域
本发明属电子信息技术领域,具体涉及一种适用于生产高阶HDI(高密度互联积层板)的环氧玻璃布基覆铜箔板及其制备方法。
背景技术
伴随着中国电子行业的蓬勃发展,电子产品不断的改变人们的生活,不断的融入各个行业各个角落,电子产品的主基板覆铜箔板广泛应用于通讯、移动通讯、电脑、仪器仪表、数字电视、数控音响、卫星、雷达等产品。
随着电子产品轻、薄、短、小和数字化的需求,使电子产品向小型化、多功能、高性能与高可靠度方面发展,导致印制电路板向精细图形、高密度、高多层化的发展,PCB行业在线路板的生产中的线宽、线距、孔径、孔壁等工艺的要求也均向着高集成、高密度、高多层方向发展,于是诞生了HDI(高密度互联积层板)。HDI的微导孔孔径在6mil以下,微导孔孔环环径在0.35mm以下,接点密度在130点每平方英寸以上,布线密度在117英寸每平方英寸以上,线宽/线距在0.1/0.1mm以下。高阶HDI(十二层以上)更加精细的要求和其在生产时需进行的高阶多次热压,高多层压合等特殊工艺要求,更对其主基材覆铜箔板提出了性能上的重大考验,尤其是高多层的压合决定了符合需求的覆铜板必须具有高玻璃转化点温度和低Z轴CTE(热膨胀系数)、PTE(热膨胀百分率)来控制在生产的高温过程中的尺寸稳定性,并同时具备优秀的耐热性能来保证高阶多次的热压、焊接等生产条件,另外还有机械加工性、吸水率、耐CAF(离子迁移)性等等,各项可靠度性能均要全面保证。开发一款完全满足高阶HDI(高密度互联积层板)生产所需条件的高性能覆铜箔板是目前覆铜箔板技术发展的关键点之一。
以往的FR-4普通TG(玻璃化温度)及中TG产品的玻璃化温度均在160℃以下;Z轴CTE值约为50/290、PTE约3.2%;耐热性仅能保证T260大于30分钟,T288大于10分钟,TD(热分解温度)大于325℃。这些非常重要的性能点均已经无法满足高阶HDI产品的需求,本发明提及的这种高性能环氧玻璃布基覆铜箔板的TG点高达175℃;Z轴CTE低达39/244,PTE低达2.8%;耐热性方面TD大于340℃,T260大于60分钟,T288达20分钟,另外综合优良的机械加工性、吸水率、耐CAF性等特点,可完全满足高阶HDI产品的生产需求。
发明内容
本发明的目的在于提出一种适用于高阶HDI(高密度互联积层板)的高玻璃化温度型环氧玻璃布基覆铜箔板及其制备方法。
本发明提出的适用于高阶HDI(高密度互联积层板)的高玻璃化温度型环氧玻璃布基覆铜箔板,由多官能团环氧树脂和辅料以适当配比调制后的粘合剂,涂覆上胶于玻璃纤维布之上,再覆上铜箔经热压而制备获得,板厚为0.05~3.2mm,所用铜箔厚度为1/3oz~5oz。
本发明的环氧玻璃布基覆铜箔板的制备方法如下:
1.调胶:
胶水(即粘合剂)的组成成分按质量配比如下:
原物料 | 配方比例(质量比) |
苯酚甲醛型环氧树脂 | 90~125 |
酚醛固化剂 | 35-55 |
二甲基咪唑 | 0.09~0.22 |
硅微粉(即SiO2粉,平均粒径<8μm) | 5~35 |
硅烷 | 0.1~0.5 |
丙二醇甲醚 | 15~25 |
胶水(即粘合剂)调配:
A.按配方量在搅拌槽内依次加入丙二醇甲醚、硅烷,开启高速搅拌器,转速1000~1500转/分,保持持续搅拌并控制槽体温度在20~50℃,再加入硅微粉,添加完毕后持续搅拌20~60分钟;
B.在搅拌槽内按配方量依次加入苯酚甲醛型环氧树脂、酚醛固化剂,以1000~1500转/分转速搅拌20~40分钟,并同时开启冷却水循环与高效剪切及乳化1~4小时,控制搅拌槽槽体温度在20~50℃;
C.按配方量称取二甲基咪唑,加入丙二醇甲醚,使二甲基咪唑溶解完全,确认无结晶后将完全溶解的二甲基咪唑加入搅拌槽内,并持续保持1000~1500转/分搅拌至上胶半固化片,调胶完成;
2.上胶,制半固化片:
A.将粘合剂循环到上胶机,经过预浸、主浸,将粘合剂均匀涂覆于玻璃纤维布上;
B.涂覆粘合剂的玻璃纤维布经150℃~220℃烘干箱烘烤,使溶剂挥发,粘合剂初步反应固化,制得半固化片;其中:
上胶线速控制为8~17m/min;
半固化片物性参数控制:凝胶化时间:80~130秒,树脂含量为41%~48%(指树脂成分在半固化片中的质量百分比),树脂比例流量为17%~22%,挥发分<0.75%;
3.排版、压制:
A.将半固化片裁切成同样尺寸大小,4~10张一组,再与铜箔叠合,然后压制;
B.压制参数控制如下:
a.压力:150~550psi;
b.温度:110~220℃;
c.真空度:0.030~0.080Mpa;
d.压制时间:95~110分钟;
e.固化时间:50~70分钟。
上述环氧玻璃布基覆铜箔板可以有各种类型的规格尺寸,如:36×48、36.5×48.5、37×49、40×48、40.5×48.5、41×49、42×48、42.5×48.5、43×49等(单位:英寸)。
玻璃纤维布可选用E级,规格可选用106、1078、1080、2113、2313、2116、1506或7628等各类。
铜箔可选用1/3oz、Hoz、1oz、2oz、3oz、4oz或5oz等。
由本发明制备的环氧玻璃布基覆铜箔板具有高玻璃化温度、优良耐热性、耐CAF性及尺寸稳定性、低的Z-CTE值与吸水率、良好的机械加工性、耐电化性、耐燃性等特性,完全适用于高阶HDI(高密度互连积层板)制造加工。
具体实施方式
主原料
A.玻璃纤维布,E级,其组分为:
SiO2 | 55.2% | Na2O和K2O | 0.5% |
AL2O3 | 14.8% | B2O3 | 7.3% |
CaO | 18.6% | Fe2O3 | 0.3% |
MgO | 3.3% |
性能指标(7628):
检验项目名称 | 单位 | 技术要求 | 检验结果 |
厚度 | mm | 0.18±0.018 | 0.182 |
重量 | g/m2 | 210±3 | 211 |
经纱密度 | Yarns/5cm | 87±2 | 88 |
纬纱密度 | Yarns/5cm | 67±2 | 67 |
经向断裂强度 | N/2.5cm | ≥295 | 507.8 |
纬向断裂强度 | N/2.5cm | ≥250 | 325.9 |
燃烧损失率 | % | 0.08±0.03 | 0.09 |
碱金属氧化物含量 | % | ≤0.8 | 0.35 |
该玻璃纤维布电绝缘性好,抗拉强度高,尺寸稳定、耐高温,是良好的增强绝缘材料。
B.苯酚甲醛型环氧树脂
化学组成:苯酚甲醛型环氧树脂(75%)+丙酮(25%)
树脂成分要求:
项目 | 规格参数 |
环氧当量EEW(g/eq) | 315~365 |
可水解氯(p丙二醇甲醚) | 350MAX |
固形份(wt%) | 74.5~76.5 |
溴含量(wt%) | 17~19 |
颜色 | 琥珀色 |
苯酚甲醛型环氧树脂固化后TG(玻璃态转化温度)高,耐热性强,韧性好,易于加工,与玻璃纤维含浸性佳,热压过程中树脂动黏度变化小、加工温度范围宽、硬化性完全,易于操作且品质稳定。
粘合剂的参考配方:
物料 | 按重量配比 |
苯酚甲醛型环氧树脂 | 115phr |
酚醛固化剂 | 40phr |
二甲基咪唑 | 0.20phr |
硅微粉,平均粒径<8μm | 15phr |
硅烷 | 0.25phr |
丙二醇甲醚 | 22phr |
固形份 | 64.5% |
Varnish Gel Time(171℃,s) | 200~300 |
Prepreg Gel Time(171℃,s) | 80~130 |
C.电解铜箔
性能指标(HOZ):
检验项目名称 | 单位(/条件) | 技术要求 | 检验结果 |
标重 | g/m2 | 153±5 | 154.8 |
Ra | um | <0.43 | 0.23 |
Rz | um | <5.1 | 4.65 |
抗剥强度 | N/mm | >1.05 | 1.68 |
抗拉强度 | Kg/mm2 | >28 | 34.6 |
延伸率 | % | >8 | 10 |
氧化性 | 200℃/0.5h | Pass | Pass |
实施例1:
1.调胶配方比例(按重量份额计):
苯酚甲醛型环氧树脂∶酚醛固化剂∶二甲基咪唑∶硅微粉∶硅烷∶丙二醇甲醚115∶40∶0.15∶10∶0.28∶20
2.上胶烘烤:半固化片上胶速度 15m/min
3.半固化片控制参数:凝胶时间 120秒
树脂含量 45.0%
树脂流动度 21.2%
挥发份 0.35%
4.板材排版结构:8张7628半固化片 压合后厚度1.6mm
5.压板参数: 真空度 -0.085MPa
压力 250-500psi
热盘温度 120-220℃
固化时间 60分钟
6.基板性能参数:
实施例2:
1.调胶配方比例(按重量份额计):
苯酚甲醛型环氧树脂∶酚醛固化剂∶二甲基咪唑∶硅微粉∶硅烷∶丙二醇甲醚115∶40∶0.18∶12∶0.28∶22
2.上胶烘烤:半固化片上胶速度 12m/min
3.半固化片控制参数:凝胶时间 110秒
树脂含量 45.4%
树脂流动度 19.8%
挥发份 0.32%
4.板材排版结构:8张7628半固化片 压合后厚度1.6mm
5.压板参数: 真空度 -0.090MPa
压力 265-550psi
热盘温度 150-215℃
固化时间 55分钟
6.基板性能参数:
实施例3:
1.调胶配方比例(按重量份额计):
苯酚甲醛型环氧树脂∶酚醛固化剂∶二甲基咪唑∶硅微粉∶硅烷∶丙二醇甲醚115∶40∶0.20∶9∶0.28∶18
2.上胶烘烤:半固化片上胶速度 17m/min
3.半固化片控制参数:凝胶时间 130秒
树脂含量 44.2%
树脂流动度 20.5%
挥发份 0.38%
4.板材排版结构:8张7628半固化片 压合后厚度1.6mm
5.压板参数: 真空度 -0.090MPa
压力 180-550psi
热盘温度 135-210℃
固化时间 65分钟
6.基板性能参数:
上述制得的环氧玻璃布基覆铜箔板具有高玻璃化温度、优良的耐热性及尺寸稳定性、低Z-CTE值、低吸水率、优秀的耐CAF性能、良好的机械加工性、耐电化性、耐燃性等特性,完全适用于高阶HDI(高密度互连积层板)制造加工。
Claims (5)
2.一种如权利要求1所述的适用于高阶高密度互连积层板的覆铜箔板的制备方法,其特征在于具体步骤如下:
1)调胶:
粘合剂的组成成分如下:
粘合剂调配:
A.按配方量在搅拌槽内依次加入丙二醇甲醚、硅烷,开启高速搅拌器,转速1000~1500转/分,保持持续搅拌并控制槽体温度在20~50℃,再加入硅微粉,添加完毕后持续搅拌20~60分钟;
B.在搅拌槽内按配方量依次加入苯酚甲醛型环氧树脂、酚醛固化剂,以1000~1500转/分转速搅拌20~40分钟,并同时开启冷却水循环与高效剪切及乳化1~4小时,控制搅拌槽槽体温度在20~50℃;
C.按配方量称取二甲基咪唑,加入丙二醇甲醚,使二甲基咪唑溶解完全,确认无结晶后将完全溶解的二甲基咪唑加入搅拌槽内,并持续保持1000~1500转/分搅拌至上胶半固化片,调胶完成;
2)上胶,制半固化片:
A.将粘合剂循环到上胶机,经过预浸、主浸,将粘合剂均匀涂覆于玻璃纤维布上;
B.涂覆粘合剂的玻璃纤维布经150℃~220℃烘干箱烘烤,使溶剂挥发,粘合剂初步反应固化,制得半固化片;其中:
上胶线速控制为8~17m/min;
半固化片物性参数控制:凝胶化时间:80~130秒,树脂成分在半固化片中的质量百分比含量为41%~48%,树脂比例流量为17%~22%,挥发分<0.75%;
3)排版、压制:
A.将半固化片裁切成同样尺寸大小,4~10张一组,再与铜箔叠合,然后压制;
B.压制参数控制如下:
a.压力:150~550psi;
b.温度:110~220℃;
c.真空度:0.030~0.080Mpa;
d.压制时间:95~110分钟;
e.固化时间:50~70分钟。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于所述覆铜箔板的规格尺寸为36×48、36.5×48.5、37×49、40×48、40.5×48.5、41×49、42×48、42.5×48.5或43×49,单位英寸。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于所述玻璃纤维布选用E级,规格选用106、1078、1080、2113、2313、2116、1506或7628。
5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于所述铜箔选用1/3oz、Hoz、1oz、2oz、3oz、4oz或5oz。
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