高速高頻化PCB主要特性與基板匯報材料

1、 . . 15/15高速高頻化PCB主要特性與基板材料 日期： HYPERLINK :/ J.Dummrich對世界這一發(fā)展趨勢，曾作過這樣的評價：“1999年是全球PCB產業(yè)發(fā)展史上最具有戲劇性的一年，無論在全球市場結構上或在技術的演變上，都面臨著重要的轉變?！?據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家介紹，該會長提與的全世界環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)的“市場結構上或技術上”的重要轉變，其一個重要的表現(xiàn)方面，就是高速化與高頻化環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)市場的迅速興起和發(fā)展。 2、發(fā)展高速化、高頻化PCB已成為PCB業(yè)當前的重要工作 目前日本業(yè)在發(fā)展“差別化戰(zhàn)略”中，把發(fā)展高速化、高頻

2、化環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)的制造技術，擺在相當重要的地位。也是這樣：不少的大型環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)生產廠家，近幾年來重點發(fā)展這類環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)的制造技術。例如，南亞電路板公司在高速化、高頻化PCB的品種發(fā)展上作了很多的開發(fā)、研究工作。所使用的低介電常數(shù)基板材料的數(shù)量，在近幾年已攀升到世界的前幾名的大廠(在2000年間，低的基板材料使用量，成為居世界第2位的廠家）。對于高速化、高頻化PCB的發(fā)展前景，南亞高層管理者報有十分樂觀的態(tài)度。他們預測這種高速化、高頻化PCB產品的市場需求高峰出現(xiàn)的契機，可能會在2003年下半年。 在發(fā)展高速化、高頻化環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)

3、產業(yè)中，從它的產品設計，到選擇基板材料、產品制作、產品檢驗都處處包含著新技術、新水平。它的應用領域也提升到一個新的高檔次產品方面。因此中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家認為，高速化、高頻化環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)產業(yè)，是帶有高附加值的、具有“知識經濟”產業(yè)。 發(fā)展高速化、高頻化環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)產品，將給其帶來新的商機、新的廣闊的應用市場。例如，電子元器件和電子產品，在信號傳輸速度上更加發(fā)展其高速化，就可更快地推動計算機網絡化技術的進步。一些電子產品就更快推出新一代的產品。一位PCB專家在此方面發(fā)展上，曾作了這樣兩個形象的預測：“如果等到有一天，出現(xiàn)用各人電腦下載一部DV

4、D的影片只用30秒，根本不用跑到商店去花錢購買、或租賃就可以在家里迅速看到，這時候真正的對這種新一代電腦的大量需求就會到來”。 再例如通過電腦、移動等帶有影視的通訊工具，就可以實現(xiàn)進行商務的談判與交往、就可以實現(xiàn)更直觀地與相隔很遠的朋友、親友象似“面對面”的進行聊天。那幺這類視訊產品的發(fā)展前景是非常廣闊的。因此作為這類高速化、高頻化PCB產品所需要印制電路板，也隨之會出現(xiàn)很大的市場。2009年1月23日訊：當前，生產、開發(fā)環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產廠的重要課題。中國環(huán)氧

5、樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國外的開發(fā)進展以與在環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)制造中，達到最佳對這類基板材料的選擇和應用，是當前需要開展的一項十分重要和必要的技術工作。 3、高速高頻化PCB用基板材料更加突出到重要地位 在發(fā)展高速化高頻化環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)產業(yè)中，所用的基板材料更加突出到重要地位。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家介紹，它主要表現(xiàn)在以下2方面： (1)選擇適宜的基板材料是實現(xiàn)PCB的高速高頻化重要方面。 要賦于環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)高速、高頻化的特性，主要是通過兩方面的技術途徑：一方面，是使

6、這種PCB發(fā)展成為高密度布線（微細導線與間距、微小孔徑）、薄形以與導通、絕緣的 高可靠性。這樣可以能進一步縮短信號傳輸?shù)木嚯x，以減少它在傳輸中的損失。另一方面要采用具有高速、高頻特性的PCB用基板材料。而后者的實現(xiàn)，是要求環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)業(yè)開展對這類基板材料的深入了解、研究工作；找出、掌握準確控制的工藝方法。以此來達到所選用的基板材料與PCB 的制造工藝、性能與成本要求能夠實現(xiàn)合理匹配的目的。 (2)基板材料起著保證PCB性能與可靠性，提高競爭性的重要作用。 由于基板材料在發(fā)展高速高頻化PCB技術與產品中具有突出的重要地位。所以，許多環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)廠家在開發(fā)這類PCB

7、產品中，把其研究、實驗的重點放在對所選基板材料上。以的大量生產高速化、高頻化PCB的工廠南亞電路板公司為例，近幾年來把技術工作重點，投入到對基板材料生產廠家送來的基材的研究、選擇、實驗、調整自有工藝之上，據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家介紹，他們付了很大的財力、物力，也取得了很大的成效。日本不少PCB 廠家在開拓世界高速高頻化PCB市場的工作中，以加快應用高水平的此基板材料為“有利武器”嘗到了相當大的“甜頭”。 中國環(huán)氧網(中國環(huán)氧樹脂行業(yè)在線).epoxy-2009年1月24日訊：消當前，生產、開發(fā)環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹脂印刷

8、線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產廠的重要課題。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國外的開發(fā)進展以與在環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)制造中，達到最佳對這類基板材料的選擇和應用，是當前需要開展的一項十分重要和必要的技術工作。 二、高速高頻化PCB主要特性與基板材料介電特性的關系 1、高速高頻化PCB特性與基板材料、tan關系 高速高頻化的PCB特性，主要表現(xiàn)在3個方面： (1)具有傳輸損失()小，傳輸延遲時間(Tpd)短，信號傳輸?shù)氖д嫘〉奶匦浴?(2)具有優(yōu)秀的介電特性(主要指：相對介電常數(shù)性r

9、 ；介質損失角正切性tan)。并且這種介電特性(r、tan)在頻率、濕度、溫度的環(huán)境變化下仍能保持它的穩(wěn)定穩(wěn)定； (3)具有特性阻抗(Zo)的高精度控制。 上述高速高頻化的環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)特性，是由PCB的基板材料特性所保證的。要達到上述的特性，就需要基板材料具有低相對介電常數(shù)性(r ，以下簡稱為“介電常數(shù)”，簡化用表示)、低介質損失角正切性(tan)。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，高速高頻化PCB的低傳輸損失、少傳輸延遲、高特性阻抗的精度控制的特性與基板材料電常數(shù)性、介質損失角正切的關系如圖1所示。 圖1是以帶狀線的傳輸方式為例，來說明了環(huán)氧樹脂印刷線路板(PC

10、B)的各個信號傳輸?shù)南嚓P特性與PCB基材特性的相互關系。在實現(xiàn)高速傳輸?shù)倪^程中（特別是網絡傳輸?shù)倪^程中），隨著信號的衰減，它的信號延遲也在增加。因此中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，高速化、高頻化PCB實現(xiàn)低傳輸損失化將是十分重要的。 導體電路上的傳輸損失大體包括導體損失(c)介質（絕緣體）損失(d)、輻射損失3個方面。前兩者都與頻率的大小相關，它們之間成正比的關系。其中，介質損失(d)是主要受到基板材料絕緣層的介電常數(shù)()、介質損失角正切(tan)這2個介電特性所支配。而又對傳輸延遲、特性阻抗精度控制有著重要的影響。 上述的、tan兩個介電特性，和基板材料絕緣層的厚度、導電層的

11、電路圖形形狀等，一起構成了對特性阻抗值高精度控制的3個重要因素。實現(xiàn)傳輸、處理高頻信號的環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)，除了需求它所用基材的低介電常數(shù)化、低介質損失角正切外，還需要這2項介電特性在頻率、濕度、溫度的環(huán)境變化下，都表現(xiàn)出飄浮性要小，穩(wěn)定性高的特性。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家說，對高速、高頻化環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)所用的基材的性能要求，除了要具有上述的介電特性外，還應兼?zhèn)淦渌饕匦匀鐑?yōu)異的耐熱性、加工性、成型性、可適應于可制造30層等特性。2009年2月1日訊：消當前，生產、開發(fā)環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹脂印刷

12、線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產廠的重要課題。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國外的開發(fā)進展以與在環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)制造中，達到最佳對這類基板材料的選擇和應用，是當前需要開展的一項十分重要和必要的技術工作。 2、基板材料的介電常數(shù) 介電常數(shù)(dielectric constant，簡稱或Dk)是指在規(guī)定形狀的電之間填充分電介質而獲得的電容量(C)與一樣電極之間為真空時的電容量(C0)的之比(C/C0)，稱為介電常數(shù)。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家介紹說，由定義可見介電

13、常數(shù)表示電介質電容器電容，與真空電容的比率。它的宏觀上表現(xiàn)出這種材料存儲電能能力的大小。介電常數(shù)的同義詞是“電容率”，日文為“誘電率”。由字面上可以體會到與之間的關系含義。當基板材料的介電常數(shù)(即電容率)較大時，即表示信號線中的傳輸能量已有不少被“蓄容”在基板材料中，如此就造成信號完整性變差，傳送速率減慢。 關于對信號傳輸速度的影響問題，電路板協(xié)會(TPCA)技術專家白蓉生先生也打了兩個生動、形象的的比喻：“正如同高速公路上若有大量污泥存在時，其車驅動的部分能量會被吸收，車速也會隨之減慢?！庇秩纾骸霸趶椈墒铰访嫔吓懿綍r，其速度自然不如正常面跑得快，原因當然還是部分能量被浪費在彈跳掉了”(引自：

14、技術專家白蓉生：專家對電路技術術語手冊(2000版)。在電信號在環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)上傳輸中，部分像上述兩例吸收、消耗能量那樣會被損失一部分。基板材料的不同樹脂組成、不的增強材料會的會帶來不同程度的傳輸損失。圖1所示了各種不同的樹脂構成的基板材料的介電常數(shù)與PCB的傳輸損失的對比。 3、基板材料的介質損失角正切 介質損失角正切(Dissipation Factor ，簡稱tan或Df)顧名思義即是當信號或能量在電介質里傳輸與轉換過程中所消耗的程度。理想的絕緣電介質部并沒有自由電荷，而實際的電幾介質部，總是存在有少量的自由電荷，因此是造成電介質漏電與產生損失的原因。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會

15、(.epoxy-)專家介紹，白蓉生專家對介質損失角正切作了更加易懂的解釋：“它在信息與通信業(yè)界中最簡單、最通俗的定義就是：信號線中已漏失到絕緣基材中的能量，與尚存在線中能量的比值?！?009年2月3日訊：消當前，生產、開發(fā)環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產廠的重要課題。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國外的開發(fā)進展以與在環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)制造中，達到最佳對這類基板材料的選擇和應用，是當前需要開展的一項

16、十分重要和必要的技術工作。 實現(xiàn)傳輸、處理高頻率信號的環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)，在信號傳輸損失方面，除了需求它所用的基板材料的低介電常數(shù)、低介質損耗角正切外，還與PCB的導線寬度、絕緣層的厚度、特性阻抗等相關。圖4表示了導線寬度、絕緣層的厚度與傳輸損失的關系。 三、高速化、高頻化PCB基板材的特性與技術的發(fā)展 環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)用基板材料高速、高頻特性(即主要指低、低tan性)，是由它所組成的樹脂、增強材料(包括填充分材料)、銅箔、工藝條件等諸因素所構成的。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，其中最重要的因素是樹脂。圖5所示了這一關系。2009年2月4日訊：消當前，生

17、產、開發(fā)環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產廠的重要課題。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國外的開發(fā)進展以與在環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)制造中，達到最佳對這類基板材料的選擇和應用，是當前需要開展的一項十分重要和必要的技術工作。 1、不同樹脂所構成的高速、高頻PCB用基板材料 (1)不同樹脂所構成的高速、高頻PCB用基板材料 基板材料所用的樹脂的介電常數(shù)、介質損失角正切的高低，主要受到技術的結構本身的極化程度大小

18、而定。極化程度愈大，介電常數(shù)值就愈高。因此中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，消除或降低樹脂中的易極化的化學結構，來達到有效的降低基板材料、tan值。以下分別介紹各種具有高介電特性的樹脂構成的高速、高頻PCB用基板材料的特性情況。 聚四氟乙烯樹脂(PTFE)。 在低介電常數(shù)、低介質損失角正切基板材料所用的樹脂中，早期應用較多的是聚四氟乙烯樹脂(PTFE)。這種低樹脂的基板材料,在1975年間被收入到美國軍標中,從此在以航天、航空、軍工業(yè)為中心的領域中,得到長年的使用。但PTFE樹脂的玻璃化溫度接近室溫，它像一般熱塑性樹脂那樣尺寸穩(wěn)定低，而在機械強度、熱傳導性等方面又不如熱固性樹脂的

19、材料。在印制電路板的制作上必須要經特殊的電鍍前處理，并且它在成型加工、機械加工(切削加工)上較為困難。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，這使得PTFE樹脂基材無法制造高密度化環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)和高多層化PCB產品。 聚酰亞胺樹脂(PI) 聚酰亞胺樹脂(Polyimides，簡稱PI)是分子主鏈上含有酰亞胺環(huán)結構的環(huán)鏈高聚物樹脂。它是具有很高耐熱性的、開發(fā)較早的樹脂。也是最早應用于基板材料制造的耐高溫、較低性的樹脂。在IPC4101A標準中，這種基材有多種型號的編號。如：NO.40板(Tg200), NO.41板(Tg250), NO.42板(Tg:200250)。在MI

20、L標準中(S13949H)為“GI”板。用聚酰亞胺樹脂制作的PCB基板材料，具有高Tg性，并還兼?zhèn)涞徒殡姵?shù)性(改性PI樹脂的基板材料值可達到3.33.6)。因而它目前已被大量地應用在航天航空、軍工產品上以與大型計算機、大型通信設備中的PCB上。但它目前還存在著一些不足：表現(xiàn)在有較高的吸水率；在進行層壓加工中易發(fā)生分層的現(xiàn)象；成本較高等。因此中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家預測：現(xiàn)在以至將來，這種基板材料成為高速高頻化的PCB基板材料的主流，是不可能的。 熱固性氰酸酯樹脂(CE) 熱固性氰酸酯樹脂(cyanate ester，簡稱CE)是一種具有很好的介電特性的樹脂，但考慮到它的成本

21、性、加工性，目前很少單獨地用于基板材料的制造中。往往是通過用環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂(bismaleimide，簡稱BMI)、高耐熱性的熱塑性樹脂等對其的改性，才成為優(yōu)異綜合特性的基板材料用樹脂。特別突出的改性CE的成功例，是由雙馬來酰亞胺與氰酸酯樹脂合成出的雙馬來酰亞胺三嗪樹脂(bismaleimide-triazine，簡稱BT樹脂)。它是一種優(yōu)秀的低r性的基板材料用樹脂材料。近幾年來，它的市場需求在不斷擴大。日本三菱瓦斯化學公司于20世紀90年代中獲得將其應用基板材料上的重大成果，成為了這類基板材料世界上目前最大的生產廠家。 另外ISOLA(歐洲)、日立化成(日)等公司也有該類基材產品

22、。由于它是一種重要的低基材，因此被列入到了世界的一些權威標準之中(例如，在IPC-4101A標準中，定為30板；在IEC標準中，定為18板；在JIS標準中定為“GTI 1F板”)。BT樹脂中的極性官能團含量很少，甚至不含活性氫的官能團。這使得這種基板材料的r值很低。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家介紹，它是一類適用于高頻、高速化環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)要求的、有發(fā)展前景的基材產品。特別是較為廣泛地應用在要求高速化的IC封裝基板上。美國SIA(美國半導體協(xié)會)組織已在近期將它列入20002010年半導體封裝基板用的重點發(fā)展的新型基板材料。但當前這種BT樹脂基材在價格上與低、高Tg

23、性的FR-4基板材料相比，略還存在著一定的劣勢。2009年2月5日訊：當前，生產、開發(fā)環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產廠的重要課題。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國外的開發(fā)進展以與在環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)制造中，達到最佳對這類基板材料的選擇和應用，是當前需要開展的一項十分重要和必要的技術工作。 聚苯醚樹脂(簡稱PPE或PPO) 使用熱塑性樹脂作為基材的主樹脂，是開發(fā)制作出低r、低tan基板材料的一個很

24、好的途徑。近20年左右，在這方面的開發(fā)技術獲得了較大的進展。它在基板材料中應用最廣泛的是聚苯醚樹脂(簡稱PPE或PPO)。PPE樹脂為一種熱塑性樹脂 ，屬于非結晶材料。這種樹脂具有較高的機械強度、高尺寸穩(wěn)定性、低吸濕率、低介電常數(shù)、低介質損失角正切。它的r、tan特性，在溫度、濕度、頻率的變化下，具有很好的穩(wěn)定性。 為了解決熱塑性樹脂共有的耐熱性和耐溶劑性低下的問題，多是利用高分子的互穿網絡技術(IPN技術)據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家介紹，就是在PPE樹脂中引入熱固性樹脂或可參預反應的某種官能基團等，使它成為聚合物合金化。常見引入的樹脂為環(huán)氧樹脂、氰酸酯樹脂、含丙烯基的樹脂或

25、化合物等。自上世紀80年代以來，日本、美國、西歐等國家、地區(qū)已相繼開發(fā)出了多種類型的熱固性PPE覆銅板。解決該樹脂體系的熔融粘度過高；準確、適當?shù)剡x擇熱固化的樹脂比例量；壓制成型加工的更優(yōu)條件這些都是當前所要進一步研究開發(fā)的主要課題。 改性環(huán)氧樹脂(低型EP) 環(huán)氧樹脂(EP)原本的介電特性對于高頻電路用基板材料來講，是并不很理想的；中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，對它進行改性可達到低r性基板材料(低型FR-4)的特性要求。通過這條途徑而實現(xiàn)的低性基材，具有制造成本低、加工性好的優(yōu)勢。在改性的技術上, 盡管在國外文獻報道中有各種各樣的手段，但國外有的覆銅板技術專家認為，目前較有

26、成效的主要有兩條渠道：其一，在環(huán)氧樹脂體系中引入帶有烷基結構的，或低極性、較大分子基團的樹脂固化劑。其二，在環(huán)氧樹脂體系中引入可以通過與原環(huán)氧樹脂發(fā)生固化反應，起到對極性基團進行封閉作用的固化類樹脂或化合物。 其它樹脂 為了使基板材料進一步的降低其介電常數(shù)，國外覆銅板業(yè)還在最近幾年不斷地開發(fā)出新型樹脂，并用它制作出低r性的基板材料。在這方面所采用的新型樹脂如：馬來酰亞胺苯乙烯樹脂(簡稱MS樹脂)、苯并環(huán)丁烯樹脂(簡稱BCB樹脂)。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，另外還有一些低r性、高熔點的熱塑性樹脂，例如聚醚酮醚樹脂(Polyether Ether Ketone， PEEK)等

27、。2009年2月6日訊：消當前，生產、開發(fā)環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產廠的重要課題。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國外的開發(fā)進展以與在環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)制造中，達到最佳對這類基板材料的選擇和應用，是當前需要開展的一項十分重要和必要的技術工作。 四、對高速高頻化基板材料的選擇與評價 1、高速高頻化基板材料的種類與特性的對比 在目前世界上，主要可提供的高速高頻化基板材料的品種、牌號，見表1所示。各

28、種高速高頻化基板材料具有不同的優(yōu)、缺點，了解它們不同的優(yōu)、缺點，有助于PCB業(yè)在使用這類基板材料上，對它們有最佳的選擇。并在制造高速高頻化環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)中，充分發(fā)揮它們的長處，采取有關工藝措施去克服它們的短處。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，表2從基板材料的介電特性(、tan)、信號傳輸速度、耐金屬離子遷移性、耐熱性(Tg)、耐濕性、加工性、成本性等7個方面對比了各種不同的高速高頻化基板材料優(yōu)、缺點(按各性能項目，分別由好到劣地進行了“排隊”)。2009年2月9日訊：消當前，生產、開發(fā)環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹脂印

29、刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產廠的重要課題。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國外的開發(fā)進展以與在環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)制造中，達到最佳對這類基板材料的選擇和應用，是當前需要開展的一項十分重要和必要的技術工作。 2、對基板材料的高速、高頻特性的評價 衡量、表征基板材料的具有高速、高頻特性的主要性能項目，是介電常數(shù)、介質損失角正切?？傮w講，擁有高速、高頻特性的基板材料，都為低介電常數(shù)、低介質損失角正切的基板材料。但具體講，它還要同時具備它的介電常數(shù)、低介質損失角正切在頻率、溫度、濕度

30、的變化下表現(xiàn)穩(wěn)定的特性。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，不論是此類基板材料的生產廠家，還是使用此類基板材料的環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)生產廠家，都應該認真研究高速、高頻化基板材料在與頻率、溫度、濕度的變化關系，都具有那些共同的特性。 (1)與頻率的關系 圖6為不同樹脂基板材料的介電常數(shù)在不同頻率下的變化情況，圖7為 不同樹脂基板材料的介質損失角正切在不同頻率下的變化情況。2009年2月10日訊：消當前，生產、開發(fā)環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產廠的重要課題。

31、中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國外的開發(fā)進展以與在環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)制造中，達到最佳對這類基板材料的選擇和應用，是當前需要開展的一項十分重要和必要的技術工作。 一般型樹脂基板材料在頻率變化的條件下，表現(xiàn)出、tan值變化較大的規(guī)律。特別是在1MHz到1GHz的頻率，它們的、tan值的變化更加明顯。例如，一般型環(huán)氧樹脂玻纖布基的基板材料(一般型FR4)在1MHz的頻率下的值為4.70，而在1GHz的頻率下的值變化為4.19。超過1GHz以上，它的值的變化趨勢于平緩。其變化趨勢是隨著頻率的增高，它的值在逐漸變小(但變化幅

32、度不大)。例如在10GHz下一般FR-4的值為4.15.具有高速、高頻特性的基板材料在頻率變化的情況下，值保持恒定。自1MHz到1GHz的變化頻率下，多為保持在0.02圍的變化。其值在不同頻率條件下(由低到高)，略微有下降的趨向。 一般型基板材料的介質損失角正切(tan)，在受到頻率變化(特別是在高頻圍的變化)的影響而產生tan值的變化要比大。其變化規(guī)律是趨于tan值的增大。因此在評價一種基板材料的高頻特性時，要對其考察的重點是它的tan值變化情況。具有高速高頻特性的基板材料，在高頻下變化特性方面，與一般型基板材料存在著兩類明顯的不同：一類是隨著頻率的變化，它的tan值變化甚小。據(jù)中國環(huán)氧樹脂

33、行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家介紹，還有一類是在變化幅度上與一般型基板材料盡管相近，但它由于本身的tan值較低。 (2)與溫度的關系 圖8為不同樹脂基板材料的介電常數(shù)在不同溫度下的變化情況，圖9為不同樹脂基板材料的介質損失角正切在不同溫度下的變化情況。 如圖8和圖9所示，基板材料的、tan與溫度變化的對應關系，是隨著溫度的升高而增大。其中tan的變化要比值變化表現(xiàn)得更加“敏感”。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，以一般型FR-4為例，有這樣的一組測試數(shù)據(jù)可以對此變化規(guī)律加以說明：0.018(在-30下)0.020(在0下)0.022(在30下)0.024(在60下)0.028(在

34、90下)。高速、高頻化的基板材料，在溫度由低到高的變化條件下，其、tan變化幅度小，或、tan值本身基點就較低。2009年2月11日訊：消當前，生產、開發(fā)環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)用基板材料的高速化、高頻化，已成為了全世界環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)廠家，以與環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)基板材料基板生產廠的重要課題。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，更深入的研究基板材料高速化、高頻化的理論、特性，了解國外的開發(fā)進展以與在環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)制造中，達到最佳對這類基板材料的選擇和應用，是當前需要開展的一項十分重要和必要的技術工作。 (3)與吸濕性的關系 基板材料樹脂的分子

35、構造中的極性大小，對它的高速、高頻化的特性有相當大的影響。當分子結構中的極性越大，它的介電常數(shù)就越低。而水分子為高極性分子，它的值高達70。因此殘留在基板材料的濕氣，會使基板材料的、tan值增大。為此可以看出，吸水率的大小，也是高速高頻化的基板材料的一項非常重要的特性項目。同時，若基板材料的吸水率(或吸潮率)過大，還會使多層板在壓制加工時出現(xiàn)分層等問題?；宀牧系哪蜐裥阅?，還對它的耐金屬離子遷移性、耐漏電起痕性、濕態(tài)下的絕緣性能、耐熱沖擊性等帶來有較大的影響。高Tg的基板材料一般在耐水、耐濕性方面表現(xiàn)優(yōu)良。 在選擇、評價高速高頻化的基板材料的耐水、耐濕性方面，經常采用“PCT處理后的吸水率”的

36、性能項目。PCT(高壓鍋蒸煮實驗)處理, 是基板材料置于：121，0.2MPa 條件下, 進行數(shù)個小時(或數(shù)10幾個小時)的吸潮處理，然后再測定它的吸水率。由于這種測試方法是非?？量痰?，這樣就拉開了各種基板材料在耐水、耐濕性上的差距，更容易得到分辨。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，以一般FR-4基板材料為例，它隨著PCT的處理的時間延長，吸水率有較明顯的增加：0.492%(0.5h)0.50 % (2.5h)0.78% (6.5h) 1.25%(2.5h)，高速高頻化的基板材料在PCT后的吸水率，一般FR-4的約1/2左右。 3、對高速高頻化基板材料的性能要進行全面、綜合的評價

37、 無論是基板材料生產廠家在對高速高頻化基板材料的開發(fā)、生產中，還是環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)廠家在對高速高頻化基板材料的選擇、使用中，都應該作到對它性能的全面、綜合的評價。達到全面、綜合的評價，主要是要把握對它的3個方面性能的考察、評價，據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家介紹，這就是基本性能、應用加工性能、成本性。 (1)基本性能 對高速高頻化基板材料基本性能的考核和評價，是指按照通用、常規(guī)的標準(目前多IPC-4101A標準為依據(jù))所規(guī)定的項目、指標，看其實際測定的性能情況。在十幾項的基本性能中，應特別應注意它的耐熱性(Tg)、耐酸堿與化學藥品性、吸水性、尺寸穩(wěn)定性等項目的實際性

38、能。 (2)應用加工性能 高速高頻化基板材料的應用加工性能，主要是指它的在多層板成形加工中的層壓加工性；孔的加工特性；在各種環(huán)境實驗下的性能表現(xiàn)。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，這3方面的性能，最終都是為了保證高速高頻化環(huán)氧樹脂印刷線路板(PCB)的導通、絕緣可靠性要求的達到。 判別基板材料的半固化片的熔融粘度高低與其變化規(guī)律，是衡量這種基板材料層壓加工性好壞的、常見且有效的方式。由于許多高速高頻化基板材料的樹脂，在組成上為了降低、tan值，而采用了高分子量的樹脂結構、IPN(互穿聚合物網絡)樹脂結構、，使得它的熔融粘度較高(與一般型FR-4相比)。如果基板材料樹脂(B階段)熔融粘度較高，那么它與層壓加工的工藝條件(指層壓的溫度、壓力、預溫時間等)不適應。就會造成多層板在層壓加工中出現(xiàn)基板的“起層”、層間粘接力的降低。這也間接造成基板受濕后的介電性能的嚴重下降(、tan值的升高)的影響。因此在選擇某種高速高頻化基板材料時，要很好地了解、研究它的層壓時的熔融粘度特性。 在各種環(huán)境實驗條件下，判定各種高速高頻化基板材料的性能如何，主要有通過“冷熱沖擊 ”的循環(huán)周期變化下，去測定基板材料的導通孔間的絕緣電阻的變化。以與在連續(xù)的高濕高溫處理條件下，去連續(xù)測定基板材料的絕緣電阻的變化。中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(.epoxy-)專家表示，這是為考核它的絕緣可