BT樹脂PCB為什么貴

1、BT樹脂/玻纖布覆銅板一、概述隨著PCB的輕薄化、多層化、基板安裝元件的增多，特別是BGA、MCM等半導(dǎo)體安裝技術(shù)的發(fā)展，要求其基板具有高Tg、高耐熱性及低熱膨脹率等，以提高板材互聯(lián)與安裝可靠性；同時隨著通信技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算處理速度的提高，基板的介電性能也開始備受人們關(guān)注，要求它們具有更低的介質(zhì)常數(shù)和更低的介質(zhì)損耗，以滿足信號傳輸?shù)乃俣燃捌湫?。BT（Bismaleimide-triazine）樹脂基覆銅板（以下簡稱BT板）因其具有很高的Tg、優(yōu)秀的介電性能、低熱膨脹率等性能，使其在當(dāng)前逐漸流行的高密度互連（HDI）多層PCB和封裝用基板中得到了較為廣泛的應(yīng)用。“BT”是日本三菱瓦斯化學(xué)公司生

2、產(chǎn)的一種樹脂的化學(xué)商品名，該樹脂是由雙馬來酰亞胺（Bismaleimide,簡稱BMI）與氰酸酯（cyanate ester,簡稱CE）樹脂合成制得的。早在1972年，三菱瓦斯化學(xué)公司就開始了對BT樹脂的研究，到1977年，BT板開始應(yīng)用在芯片封裝上，隨后它們繼續(xù)深入研究，到90年代末，已開發(fā)出了十幾個品種，可制作出不同的產(chǎn)品，以滿足不同的需求，如高性能覆銅板、芯片用載板、高頻應(yīng)用覆銅板、封裝用BT樹脂、涂樹脂銅箔等等。該類板材目前在市場上的需求正日益增長，據(jù)日本JPCA在1999年對其國內(nèi)玻璃布基板材各個品種銷售額的調(diào)查結(jié)果表明，BT樹脂基板材在銷售額上僅次于FR-4板，達(dá)360億日元之多。

3、正因?yàn)锽T樹脂基板的重要性，它已列入世界上一些權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)中，如IEC 249-2-1994定為“No.18”板，IPG4101-1997定為“30”板；MIL-S-13949H定為“GM”板，JIS為此類產(chǎn)品制定的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為JIS C-6494-1994；我國國標(biāo)GB/T 4721-1992也定義它為“BT”板。目前市場上的BT板以三菱瓦斯化學(xué)公司的產(chǎn)品為主導(dǎo)，近年來才開始有部分覆銅板廠家推出其BT板，如ISOLA、日立化成等。而在國內(nèi)，BT板的工業(yè)化生產(chǎn)目前尚屬空白，但隨著電子工業(yè)的發(fā)展以及眾多國外電子工業(yè)廠商在中國大陸投資建廠，使得高性能覆銅板在國內(nèi)市場需求日增，目前國內(nèi)已經(jīng)有研究院所開始了

4、對BT樹脂的研究，如無錫化學(xué)工業(yè)研究院開發(fā)的BT樹脂在性能上已達(dá)到了一定的水平、廣東生益科技股份有限公司也開始對該類板材的研究。二、BT樹脂BT樹脂是由雙馬來酰亞胺(BMI)改性氰酸酯樹脂得到的，在第五節(jié)氰酸酯的改性中曾提到過。這里再做較為詳細(xì)的介紹。1單體(1)雙馬來酰亞胺(BMI)雙馬來酰亞胺是以馬來酰亞胺為活性端基的雙官能團(tuán)化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式圖如下：由于雙鍵在鄰位兩個羰基的吸電子作用下成為貧電子鍵，因而雙馬來酰亞胺可通過雙鍵與胺類、氰尿酸和羥基等含活潑氫的化合物進(jìn)行加成反應(yīng)；同時，也可以與環(huán)氧樹脂、含不飽和鍵化合物等發(fā)生共聚反應(yīng)；在催化劑或熱的作用下，也可以發(fā)生自聚反應(yīng)。(2) 氰酸

5、酯 氰酸酯的類型很多，有芳香族的、脂肪族的以及雜環(huán)結(jié)構(gòu)的氰酸酯，其中芳香族型的氰酸酯應(yīng)用較為廣泛，它們一般都含有兩個或兩個以上氰酸酯基(-OCN)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)通式：氰酸酯在加熱和催化劑的作用下，會發(fā)生三聚合反應(yīng)，生成具有三嗪環(huán)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物，稱為氰酸酯樹脂（CE樹脂），形成的三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)。氰酸酯基在熱和催化劑的作用下，C-N鍵很容易斷開，使之不僅能發(fā)生自聚反應(yīng)，還可以與多種官能團(tuán)如環(huán)氧基、雙鍵、酸酐、氨基、酰氯等發(fā)生反應(yīng)。2合成氰酸酯與BMI的共混反應(yīng)機(jī)理一般認(rèn)為有兩種，一種認(rèn)為是BMI和氰酸酯共聚；另一種認(rèn)為BMI與氰酸酯形成互穿網(wǎng)絡(luò)體系，從而取得綜合的性能。對于BT樹脂，有人認(rèn)為它是一種互

6、穿網(wǎng)絡(luò)體系，而更多的人認(rèn)為它是共聚反應(yīng)體系，如三菱瓦斯化學(xué)公司的BT樹脂主要是由雙酚A型二氰酸酯和二苯甲烷雙馬來酰亞胺共聚制得，其共聚反應(yīng)機(jī)理如下：3BT樹脂性能BT樹脂結(jié)合了BMI和CE樹脂的優(yōu)異性能，它主要具有如下特性：耐熱性優(yōu)異，玻璃化溫度為為230一330之間；長期耐熱性優(yōu)異，長期耐熱溫度達(dá)160一230；耐熱沖擊性優(yōu)異；介電性能優(yōu)異，介質(zhì)常數(shù)（r）約為，介質(zhì)損耗角正切tan約為（）×10-3；優(yōu)異的電絕緣性能，即使在吸濕后，也能保持很高的絕緣電阻；良好的耐離子遷移性等；良好的機(jī)械特性；尺寸穩(wěn)定性好，固化收縮?。蝗廴谡扯鹊?，浸潤性好；樹脂形狀在室溫下由故體到固體都有，可用多種

7、加工方法進(jìn)行加工；可溶于一般的溶劑，如MEK, NMP等；可與多種其他化合物進(jìn)行改性反應(yīng)；可在較低的溫度進(jìn)行固化；可兼容傳統(tǒng)的FR-4生產(chǎn)工藝。4BT樹脂的種類BT樹脂體系根據(jù)其配方中BMI和CE的品種、比例不同，以及反應(yīng)程度不同，其形態(tài)在室溫下由低粘度液體到固體都有，表9-6-1和表9-6-2是三菱瓦斯化學(xué)公司生產(chǎn)的一系列有代表性的BT樹脂及其溶液。5.與其他樹脂的性能比較一般地，BT樹脂與其他幾種樹脂的主要性能比較，見表9-6-3。三、BT覆銅板1膠液配制將BT樹脂、其他樹脂（根據(jù)不同的產(chǎn)品要求添加所需的樹脂組分）、催化劑以及其他助劑，還有適量的溶劑（可選擇常用的丙酮、丁酮或NMP等）混合

8、攪拌，制成均勻的、具有一定濃度和粘度的膠液，并測試其技術(shù)指標(biāo)，供下道工序作參考。其中催化劑的添加根據(jù)體系組成而定，如有些BT/EP體系就不用添加任何催化劑，體系就能在加熱的情況下迅速反應(yīng)完全。催化劑的種類很多，可以是LEWIS酸、質(zhì)子酸、弱酸鹽、金屬羧酸鹽、金屬螯合物等等，其中金屬羧酸鹽為最為常用的一種。以下是以BT2176樹脂為主的典型膠液配方（質(zhì)量份）：BT2176                  100 &#

9、160;         三乙烯基二胺           0.10正辛酸鋅                0.06配膠程序：用MEK溶劑將BT2176溶解成60%的溶液,然后加入催化劑正辛酸鋅溶液,攪拌均勻后,將三乙烯基二胺溶液慢慢地逐漸加入,使膠液的凝膠化時間在30

10、0-330s(160)之間。2上膠可使用傳統(tǒng)的FR-4上膠設(shè)備來上膠，烘箱的溫度、玻纖布的走速根據(jù)膠液的指標(biāo)來定，經(jīng)過烘箱后，樹脂的溶劑大部分已揮發(fā)，樹脂也部分地固化，得到稱為B階的半固化片。一般將它們裁剪成片狀，到下一道工序?qū)訅撼砂宀模灰灿惺粘删?，以半固化片出售。同時要測試半固化片的技術(shù)指標(biāo)，一般包括樹脂含量、流動度、凝膠化時間等。如對上述1.膠液配制中的膠水配方，其烘箱溫度設(shè)定為130-150，所得半固化片的凝膠化時間約50-60s、樹脂量約43%-45%。3.層壓根據(jù)產(chǎn)品的要求，選擇合適的銅箔和半固化片進(jìn)行疊配，就可以推進(jìn)層壓機(jī)進(jìn)行固化。相對于FR-4板，BT板的固化溫度要高些、固化時間

11、要長些，以達(dá)到最佳的固化程度；有些體系，可能需要進(jìn)行后固化，以取得預(yù)期的性能。由于BT樹脂預(yù)聚程度的不同以及其他添加組分對整個體系影響不一樣，使其樹脂體系在升溫過程中的流動特性有時相差較大，所以層壓過程的溫升控制和壓力控制變得十分重要，不同的體系需要有不同的層壓程序，以防止流膠過大或樹脂流動不充分。如對上述2.上膠中所得半固化片的壓制條件如下：熱板溫度175固化時壓力2-6 MPa固化時間60min。4板材性能BT板一般具有高耐熱性、高電氣絕緣性、優(yōu)異介電性能以及良好的機(jī)械性能等等，如上述3.層壓中壓得的板材（該板材的牌號為CCL-H800）的性能，見表9-6-4。BT板在高頻特性與耐熱性方面

12、與其他板比較，見圖9-6-6。5種類及應(yīng)用為了滿足不同要求，可以通過改性方法對BT樹脂進(jìn)行改性，如用環(huán)氧樹脂改性BT樹脂來降低其成本及改善工藝操作性；PPE樹脂改性BT樹脂來取得更低的介質(zhì)常數(shù)等等，所以不同配方的BT板具有某方面較為突出的性能，如三菱瓦斯化學(xué)公司已開發(fā)了一系列BT板中就有高頻應(yīng)用的、封裝基板應(yīng)用的、多層板應(yīng)用的產(chǎn)品等，各品種的牌號及其應(yīng)用范圍見表9-6-5。四、標(biāo)準(zhǔn)化BT板作為高性能的覆銅板之一，世界上一些相關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)那為其制定了標(biāo)推，其中PC標(biāo)準(zhǔn)中的IPC-4101/30是關(guān)于以BT樹脂為主要組分、環(huán)氧樹脂為添加組分、以溴作為阻燃劑的E玻纖布基覆銅板的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)摘錄如表9-6-

13、6。五、市場當(dāng)前封裝技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備工作頻率的提高以及PCB制作工藝的日新月異等，都將為高性能的BT板提供更為廣泛的機(jī)會。1封裝技術(shù)的發(fā)展傳統(tǒng)半導(dǎo)體封裝產(chǎn)品：QFP (Quad Flat Package)、DIP (Dual Inline Package)和SOP(Small Outline Package)等是將芯片粘著在金屬導(dǎo)線架上，再以金線連接芯片上的鋁質(zhì)墊片(AI Pad)與導(dǎo)線架接腳。但隨著芯片接腳數(shù)的增加和功率需求的不斷提高，使用有機(jī)基板配合金線連接或內(nèi)引腳（ILB）方式連接的PBGA(Plastic Ball Grid Array)、EBGA (En-hanced BGA）及

14、 TAB等封裝方式日益興起，同時隨著通訊與攜帶型產(chǎn)品對元件體積要求小型化，許多新型技術(shù)如FC、CSP、WLSCP (WS CSP)、多晶片模組(MCM)及三元裸芯片等封裝也逐漸得到應(yīng)用。在中國大陸，隨著其電子行業(yè)的發(fā)展，IC的生產(chǎn)與市場需求也正與日俱增，見表9-6-7?？梢姡珺T樹脂作為主要的封裝基板之一，因其有著優(yōu)秀的綜合性能，將會在未來的封裝領(lǐng)域得到更為廣泛的應(yīng)用。2.高頻化通信技術(shù)和信息處理技術(shù)的發(fā)展，使其工作頻率不斷地提高。如移動電話的制式，由最初的GSM（800-1800 MHz）模式，發(fā)展到當(dāng)前的藍(lán)芽技術(shù)（2.400-2.497 GHz）；PC機(jī)的CPU處理器的工作頻率由90年代初

15、的20-30 MHz發(fā)展到現(xiàn)在接近1 GHz；還有各種數(shù)字化通信的涌現(xiàn)等等。這些領(lǐng)域?qū)Π宀牡母哳l特性提出更高的要求。3.無鉛焊技術(shù)的發(fā)展隨著全球環(huán)保呼聲的日益高漲，PCB制造工藝中使用無鉛焊技術(shù)將逐漸成為主流，與之相關(guān)聯(lián)的更高溫回流焊將對基板提出更高的耐熱要求；同時，PCB的制作在向細(xì)線化、高精度、高多層化方向發(fā)展，這些也對基板的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、電絕緣性等等提出了高的要求。綜上所述，BT板因其具有良好的耐熱性能、高頻特性以及優(yōu)秀的機(jī)械性能等等，將會越來越廣泛地被應(yīng)用在封裝基板、高頻板和高多層板等方面。什么是高TG及高TG與FR4的區(qū)別什么是高Tg ？PCB線路板及使用高Tg PCB的優(yōu)點(diǎn)高Tg印制線路板當(dāng)溫度升高到某一閥值時基板就會由"玻璃態(tài)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋鹉z態(tài)”，此時的溫度稱為該板的玻璃化溫度(Tg)。也就是說，Tg是基材保持剛性的最高溫度()。也就是說普通PCB基板材料在高溫下，不斷產(chǎn)生軟化、變形、熔融等現(xiàn)象，同時還表現(xiàn)在機(jī)械、電氣特性的急劇下降，這樣子就影響到產(chǎn)品的使用壽命了，一般Tg的板材為130以上，高Tg一般大于170，中等Tg約大于150；通常Tg170的PCB印制板，稱作高Tg印制板；基板的Tg提高了，印制板的耐熱性、耐潮濕性、耐化學(xué)性、耐穩(wěn)定性等特征都會提高和改善。TG值越高，板材的耐溫度性能越好，