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第五届全国覆铜板技术·市场研讨会论文·报告集大会演讲论文低CTE、高Tg 覆铜板的开发生益科技股份有限公司曾宪平【摘要】目前随着电子信息向着短小精细等方向发展，特别随封装技术的发展，对基材的可靠性要求越来越来高。
本文主要研究开发了一种低CTE、高Tg 板材，通过对双酚A 环氧树脂的改性，以及添加一定量的无机填料；制作的板材具有优异的综合性能：优异的耐热性，Z 轴热膨胀系数小及良好的可靠性及加工性。
【关键词】热膨胀系数、改性环氧、无机填料、耐热性、高可靠性1、前言随着现代电子信息技术的飞速发展，PCB 技术不但向着短小型高性能、方向发展，在PCB加工过程中，进行微小孔加工时，为了达到良好的孔壁质量，采用更快的钻孔速度，带来孔壁过热及产生钻污问题；对于高多层板镀通孔的可靠性，由于基材与铜箔的膨胀系数存在差异，板材加工过程中进行热风整平、红外回流焊等热冲击时，易出现孔壁拐角铜层断裂及孔壁收缩而产生质量问题；而且随着环保的需要，元件焊接将被无铅焊接工艺取代，焊接温度比以前高出20℃以上，这就对PCB 及基材耐热性和可靠性提出更高的要求，诸如：高Tg、优异的耐热性、低的膨胀系数。
而且随着高密度安装发展，应运而生的有机改性树脂封装基板材料成为覆铜板厂商开发的重点之一。
在以玻璃布和环氧树脂为增强材料的FR-4 板材，有着优异的电气机械特性和可加工性，为目前PCB 较多使用，虽然目前各厂商也开发出各种高Tg 板材，相对与普通Tg 板材有着更好的耐热性，基本可以满足现在制作多层板的要求。
但是高密度安装技术的发展要求基板具备更低的膨胀系数，可靠性；为此开发出一种具有目前高Tg 板材的各项性能，而且还具有更低的膨胀系数。
板材具有更有的耐热性，而且加工性良好。
为提高板材性能，适应市场的技术要求。
开发一种综合性能优异板材。
采用高耐热性的高分子固化剂，配合改性环氧树脂达到优异的耐热性，另外通过添加适量的无机填料，有效的降低的膨胀系数。
PCB覆铜板性能特点及其用途PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是一种用于连接和支持电子元件的电气原理图的平面基材。
覆铜板是PCB的主要组成部分，它具有一系列特点和用途。
本文将详细介绍PCB覆铜板的性能特点及其用途。
性能特点：1.优良的导电性能：覆铜板是由底材和覆铜层组成的，覆铜层具有优良的导电性能，能够为电子元件提供可靠的导电通路。
2.良好的导热性能：覆铜板具有良好的导热性能，能够快速散热，有效保护电子元件的工作温度，提高其使用寿命。
3.良好的焊接性能：覆铜板上的焊盘和焊接线路能够与电子元件进行可靠的焊接连接，保证电路的稳定性和可靠性。
4.良好的耐腐蚀性能：覆铜板表面覆盖有一层保护性的焊盘，能够有效抵御湿气、化学物质和氧化物的侵蚀，提高PCB的使用寿命。
5.物理强度高：覆铜板具有较高的刚度和物理强度，能够承受一定的机械冲击和振动，保护电子元件的安全性。
6.良好的阻燃性能：覆铜板采用的材料具有良好的阻燃性能，能够有效阻止火焰的蔓延，保障电路的安全性。
用途：1.通信领域：PCB覆铜板广泛应用于通信设备中，如手机、无线路由器、通信基站等，用于连接各种电子元件和实现信号传输。
2.计算机领域：PCB覆铜板也被广泛应用于计算机硬件中，如主板、显卡、内存条等，用于搭建计算机主要的电路和连接关系。
3.汽车电子领域：汽车中的电子设备也离不开PCB覆铜板，如汽车电控系统、车载娱乐系统、汽车仪表盘等，用于连接各个电子模块和传输数据。
4.工业控制领域：工业领域中的各种控制系统也需要PCB覆铜板来实现电路的搭建和信号的传输，如PLC、变频器、机器人等。
5.医疗器械领域：医疗仪器中的电子元件也需要PCB覆铜板连接和支持，如生命体征监测仪、医疗图像设备、手术器械等。
6.消费电子领域：消费电子产品中也广泛应用了PCB覆铜板，如电视、音响、游戏机等，用于连接各种电子元件和实现功能。
总之，PCB覆铜板具有优良的导电、导热、焊接性能，良好的耐腐蚀性能，物理强度高和良好的阻燃性能。
一、各项性能指标体系1．电性能指标体系（1）表面腐蚀和边缘腐蚀表面腐蚀：主要用以评定在电场和湿热条件作用下绝缘基板和导体的耐腐蚀性能。
边缘腐蚀：主要用以评定覆铜板在极化电压、湿热条件下由于基材的原因使与之接触的金属部件电化腐蚀的程度。
表面腐蚀和边缘腐蚀在IEC标准指标体系中作为覆铜板主要性能指标，在JIS、ASTM、IPC及新修订的国家标准标准指标体系中均没有“表面腐蚀和边缘腐蚀”要求。
（2）绝缘电阻绝缘电阻包括绝缘基板的体积电阻和表面电阻,总称为绝缘电阻。
绝缘电阻用来衡量基板的绝缘性能优劣。
在JIS标准指标体系和我国2009年新修订GB/T4723《印制电路用覆铜箔酚醛纸层压板》国家标准中绝缘电阻作为覆铜板的主要性能指标，而IEC、ASTM及IPC标准指标体系均没有“绝缘电阻”要求。
（3）耐电弧性耐电弧性主要用来评定在高电压、小电流作用下绝缘基材耐受电弧的能力。
在IPC、我国新修订的覆铜板标准指标体系中，耐电弧性作为覆铜板的主要性能。
在ASTM、JIS标准指标体系中没有“耐电弧性”要求。
2．物理性能指标体系（1）拉脱强度拉脱强度是通过测定焊盘经焊接操作后从基板上分离焊盘所需的垂直方向的拉力，以评定焊盘经焊接操作的高温环境之后与基材的附着力。
在我国新修订的GB/T4723《印制电路用覆铜箔酚醛纸层压板》和IEC标准指标体系中拉脱强度作为覆铜板的主要性能指标，而IPC、JIS、ASTM标准指标体系中没有“拉脱强度”要求。
（2）冲孔性我国2009年新修订的GB/T4723《印制电路用覆铜箔酚醛纸层压板》标准，冲孔性作为纸基覆铜板的推荐性项目。
考核冲孔性的方法是让试样经受特定的模拟冲孔工艺过程后，检查孔间隙及边缘有无碎裂或开裂、白边来评定纸基覆铜板的耐冲剪性能，纸基板的冲孔性共分为1、2、3、4、5级。
1级最差，5级最好。
IEC标准指标体系中冲孔性作为覆铜板供选项，试验方法在研制中。
IPC、JIS、ASTM标准的指标体系中没有”冲孔性”要求。
PCB覆铜板性能特点及其用途1.性能特点1.1 导电性能：覆铜板具有良好的导电性能，能够承载电流和传输信号。
覆铜板的平均厚度为1-6oz，导电性能稳定可靠。
1.2耐腐蚀性：覆铜板能够抵抗氧化、腐蚀和化学腐蚀等影响。
这使得它在复杂的环境中能够长时间稳定运行。
1.3焊接性能：覆铜板具有良好的焊接性能，易于与其他元件实现良好的焊接接触。
这使得电路的组装和维修变得更加容易。
1.4机械强度：覆铜板具有较高的机械强度，能够承受较大的压力和扭矩，使得它在一些恶劣条件下能够正常工作。
1.5热传导性：覆铜板具有良好的热传导性能，能够快速将热量传导到散热器，保证电子元器件的正常运行。
1.6可加工性：覆铜板具有良好的可加工性，易于切割、打孔和成型，适应不同形状和要求。
2.主要用途2.1电子产品：覆铜板是电路板的主要组成部分，广泛应用于电子产品中，如计算机、手机、电视、音响等。
2.2电力设备：覆铜板在电力设备中也有广泛应用，如变压器、发电机、变频器等。
它们能够提供可靠的电气连接和导电性能。
2.3通信设备：在通信设备中，覆铜板用于制作基站、天线、通信模块等。
它们能够提供高速传输和稳定的信号传输。
2.4汽车电子：汽车电子是目前PCB覆铜板用途增长最快的领域之一、覆铜板被广泛应用于汽车电子控制单元（ECU）、车载娱乐系统、导航系统等。
2.5LED照明：PCB覆铜板在LED照明领域中也有重要的应用。
它们能够提供稳定的电源和良好的散热性能，确保LED的正常工作和寿命。
2.6医疗设备：在医疗设备中，覆铜板被用于制作各种医疗仪器和设备，如心电图机、血压计、超声仪等。
它们能够提供高精度的信号传输和可靠的性能。
总结：PCB覆铜板具有导电性能好、耐腐蚀、良好的焊接性能、高机械强度、良好的热传导性能和可加工性强等特点。
其主要用途包括电子产品、电力设备、通信设备、汽车电子、LED照明和医疗设备等领域。
随着技术的不断发展，PCB覆铜板在各个领域中的应用将进一步扩大。
覆铜板知识－覆铜板的结构及特性
制造印制电路板的主要材料是敷铜板(又名覆铜板)。
而我们这篇文章，是讲述关于所谓覆铜板知识中的关于覆铜板的构造，覆铜板就是经过粘接、热挤压工艺，使一定厚度的铜箔牢固地覆着在绝缘基板上。
所用覆铜板基板材料及厚度不同。
覆铜板所用铜箔与粘接剂也各有差异，制造出来的敷铜板在性能上就有很大差别。
铜箔覆在基板的一面，称作单面敷铜板，覆在基板二面的称作双面敷铜板。
覆铜板知识这覆铜板的构成部分
1．基板
高分子合成树脂和增强材料组成的绝缘层压板可以作为敷铜板的基板。
合成树脂的种类繁多，常用的有酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯等。
增强材料一般有纸质和布质两种，它们决定了基板的机械性能，如耐浸焊性、抗弯强度等。
2．铜箔
它是制造敷铜板的关键材料，必须有较高的导电率及良好的焊接性。
要求铜箔表面不得有划痕、砂眼和皱褶，金属纯度不低于99．8％，厚度误差不大于±5um。
按照部颁标准规定，铜箔厚度的标称系列为18、25、35、70和105um。
我国目前正在逐步推广使用35um厚度的铜箔。
铜箔越薄，越容易蚀刻和钻孔，特别适合于制造线路复杂的高密度的印制板。
3．覆铜板粘合剂
粘合剂是铜箔能否牢固地覆在基板上的重要因素。
敷铜板的抗剥强度主要取决于粘合剂的性能
常见敷铜板种类及特性
目前我国大量使用的敷铜板有以下几种类型，其特性见下表:敷铜板种类，敷铜板知识。
陶瓷基覆铜板性能要求与标准陶瓷基覆铜板是根据电力电子模块电路的要求进行了不同的功能设计，从而形成了许多品种和规格的系列产品。
今天主要介绍以氧化铝陶瓷与铜板（100~600μm）进行直接键合的陶瓷基覆铜板，因为此种规格是目前生产规模最大，应用范围最广，应用效果最好的一种产品。
一、氧化铝陶瓷覆铜板的制作氧化铝陶瓷覆铜板就是指采用氧化铝陶瓷片与铜板在高温和惰性气体中直接键合而成的陶瓷基覆铜板。
其制作流程为：准备材料（氧化铝陶瓷、铜板）——叠合——键合——表面处理——检验包装出品这里所使用的氧化铝瓷片一般是指氧化铝含量96%，适用于薄膜电路或厚膜电路的电子陶瓷片经特殊加工处理而成。
二、氧化铝陶瓷覆铜板的制作的键合机理在高温下含氧量一定的气氛中，金属铜表面氧化形成一薄层氧化亚铜,温度高于低共熔点时，出现铜与氧化亚铜的共晶液相，其中的氧化亚铜相与氧化铝陶瓷有着良好的亲和性，使界面能降低，共晶液相能很好地润湿铜和陶瓷。
同时液相中的氧化亚铜与氧化铝发生化学反应，形成氧化铝合亚铜：冷却后通过铜、铝、氧的化学键，氧化亚铜与氧化铝陶瓷牢固键合在一起。
在氧化亚铜与金属接触的另一端，以铜和氧离子键将氧化亚铜与铜层紧密联接起来，但是这一层的键合力与氧化亚铜/氧化铝的反应键合相比要小一些。
从拉脱试验中可以看出，当铜层拉离了瓷体，在陶瓷上留下粉红色岛状的氧化亚铜晶粒。
三、氧化铝陶瓷覆铜板的性能要求1 、铜导带和氧化铝陶瓷基片在高温适合的气氛中直接键合，具有较高的导热性。
热导率为:14~28W/m.K.2、陶瓷覆铜板的热膨胀系数同于氧化铝基片（7.4x10-6/℃），与硅相近并和硅芯片相匹配，可以把大型硅芯片直接搭乘在铜导体电路上，省去了传统模块中用钼片等过渡层。
3、由于陶瓷覆铜板制作主要以化学键合为主，所以键合强度十分高，拉脱强度大于50N/mm2，剥离强度大于9N/mm。
4 、基板耐可焊接性好，使用温度高。
传统PCB一般在260℃、60s左右，陶瓷覆铜板成型温度在1000℃左右，在260℃可以多次焊接，-55~+88范围内长期使用具有优异的热可靠性。
覆铜板压合参数覆铜板压合参数是指在印刷电路板(PCB)生产过程中，用于制备多层PCB的过程中所需的参数。
覆铜板压合是指将内层制作好的覆铜铜箔与预先加工好的玻璃纤维布和覆铜铜箔进行热压合成型的工艺。
此过程是整个多层PCB制造中非常重要的一环，其质量和稳定性直接决定了整个PCB产品的性能和可靠性。
本文将从覆铜板压合的原理、参数设置、常见问题及解决方法等方面进行介绍。
一、覆铜板压合的原理覆铜板压合是PCB多层制备过程中的关键步骤之一。
它是通过热压合工艺将预处理好的玻璃纤维布和覆铜铜箔堆叠一起，经过高温高压的作用下，使其达到预定的温度、压力和时间，使玻璃纤维布和覆铜铜箔中含有的环氧树脂树脂通过热固化，达到 PCB 板材的热固化强度。
从而形成多层堆积结构的 PCB 板材基体。
二、覆铜板压合参数设置1. 温度控制在覆铜板压合过程中，温度控制是非常重要的。
一般来说，压合温度应根据不同的基材和覆铜箔材料来确定。
一般情况下，合适的温度能够促使环氧树脂充分固化，转变成固体状态。
如果温度设置过高，不仅会导致树脂烧损，还可能导致玻璃纤维布发生变性，影响PCB的性能，如果温度过低，则环氧树脂无法充分固化，影响PCB的强度和稳定性。
2. 压力控制压力控制是指在覆铜板压合过程中，对压合机压力进行调节。
合理的压力调节可以保证覆铜板和基材在一定的时间内能够均匀受到压力作用，确保PCB板材在压合过程中的均匀性和一致性。
过高或者过低的压力都会对PCB的成型造成影响，过高的压力会导致板材变形，过低的压力则会导致覆铜铜箔与玻璃纤维布无法充分粘合。
3. 压合时间控制压合时间控制是指在覆铜板压合过程中，对压合时间的调节。
合理的压合时间可以保证环氧树脂在一定的温度和压力下达到充分固化，并确保基材和覆铜箔的成型。
一般来说，压合时间的设置需要根据实际的基材和覆铜箔材料进行调整，以保证PCB板材的质量和稳定性。
三、常见问题及解决方法1. 四角翘曲在覆铜板压合过程中，如果四角出现翘曲，很可能是因为覆铜板和基材在压合的过程中，受到的温度、压力、时间控制不够均匀导致的。
