BT樹脂PCB為什么貴

1、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等半導體安裝技術的發(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；同時隨著通信技術的發(fā)展和計算處理速度的提高，基板的介電性能也開始備受人們關注，要求它們具有更低的介質常數(shù)和更低的介質損耗，以滿足信號傳輸?shù)乃俣燃捌湫省TBismaleimide-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用?！癇T”是日本三菱瓦斯化學公司生產的一種樹脂的化學商品名，該樹脂是

2、由雙馬來酰亞胺Bismaleimide，簡稱BMI與氰酸酯cyanateester，簡稱CE樹脂合成制得的。早在1972年，三菱瓦斯化學公司就開始了對BT樹脂的研究，到1977年，BT板開始應用在芯片封裝上，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，可制作出不同的產品,以滿足不同的需求，如高性能覆銅板、芯片用載板、高頻應用覆銅板、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年對其國內玻璃布基板材各個品種銷售額的調查結果說明，BT樹脂基板材在銷售額上僅次于FR-4板，達360億日元之多。正因為BT樹脂基板的重要性，它已列入世界上一

3、些權威標準中，如IEC249-2-1994定為“No.18”板，IPG4101-1997定為“30”板；MIL-S-13949H定為“GM”板，JIS為此類產品制定的產品標準為JISC-6494-1994；我國國標GB/T4721-1992也定義它為“BT”板。目前市場上的BT板以三菱瓦斯化學公司的產品為主導，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，BT板的工業(yè)化生產目前尚屬空白，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市場需求日增，目前國內已經有研究院所開始了對BT樹脂的研究，如無錫化學工業(yè)研究院開發(fā)的BT樹

4、脂在性能上已到達了一定的水平、廣東生益科技股份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化合物，其化學結構通式圖如下：(式中R町為昕防聯(lián)戒看芳香族蛤、用足蛍基或燒基)*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行加成反應；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；在催化劑或熱的作用下，也可以發(fā)生自聚反應。(2)氰酸酯氰酸酯的

5、類型很多，有芳香族的、脂肪族的以及雜環(huán)結構的氰酸酯，其中芳香族型的氰酸酯應用較為廣泛，它們一般都含有兩個或兩個以上氰酸酯基(-OCN),其化學結構通式：氰酸酯在加熱和催化劑的作用下，會發(fā)生三聚合反應，生成具有三嗪環(huán)網狀結構的高聚物，稱為氰酸酯樹脂CE樹脂，形成的三嗪環(huán)結構。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，還可以與多種官能團如環(huán)氧基、雙鍵、酸酐、氨基、酰氯等發(fā)生反應。合成氰酸酯與BMI的共混反應機理一般認為有兩種，一種認為是BMI和氰酸酯共聚；另一種認為BMI與氰酸酯形成互穿網絡體系，從而取得綜合的性能。對于BT樹脂，有人認為它是一種互穿網絡體系，而更多

6、的人認為它是共聚反應體系，如三菱瓦斯化學公司的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，其共聚反應機理如下：BT樹脂性能BT樹脂結合了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；(2)長期耐熱性優(yōu)異，長期耐熱溫度達160230C；耐熱沖擊性優(yōu)異；介電性能優(yōu)異，介質常數(shù)&約為2.8-3.5,介質損耗角正切tanS約為1.5-3.0X10-3；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；良好的機械特性；尺寸穩(wěn)定性好，固化收縮小；熔融粘度低，浸潤性好；樹脂形狀在室溫下由故體到固體都有，可用多種加

7、工方法進行加工；可溶于一般的溶劑，如MEK,NMP等；可與多種其他化合物進行改性反應；可在較低的溫度進行固化；(可兼容傳統(tǒng)的FR-4生產工藝。BT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是三菱瓦斯化學公司生產的一系列有代表性的BT樹脂及其溶液。aIIttd/CdtHMRiHir(27iar巴nbeamdrmarns50-M1HFIIMI1.miM齡価1兇BT2IS&l-TOa.iiAMiVtlBrumM-TOnzmI.Z4Em：?*皿RTil13ATu.!rrKDO科WISO21ARTII

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9、曲AFF卜:幅EH対RiEPRffirPERHiBTWffi.-?TFEWBH三、BT覆銅板膠液配制將BT樹脂、其他樹脂根據(jù)不同的產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，并測試其技術指標，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完全。催化劑的種類很多，可以是LEWIS酸、質子酸、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量份：BT217610

10、0三乙烯基二胺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300-330s(160C)之間。上膠可使用傳統(tǒng)的FR-4上膠設備來上膠，烘箱的溫度、玻纖布的走速根據(jù)膠液的指標來定，經過烘箱后，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，到下一道工序層壓成板材；也有收成卷，以半固化片出售。同時要測試半固化片的技術指標，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，其烘箱溫度設定為130-150C，所得半

11、固化片的凝膠化時間約50-60S、樹脂量約43%-45%。層壓根據(jù)產品的要求，選擇合適的銅箔和半固化片進行疊配，就可以推進層壓機進行固化。相對于FR-4板，BT板的固化溫度要高些、固化時間要長些，以到達最正確的固化程度；有些體系，可能需要進行后固化，以取得預期的性能。由于BT樹脂預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175C固化時壓力2-6MPa固化時間60min。4板材性

12、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。醫(yī)4印斗板CClHSUO的一搶性催胃dt.2吟電村遵沖幅審的越性此配項H旭位處帰條井性電凰仃r-yft/7O/65+1X2/1005k(h體粗電附“cmC-56/205+門桃刊501011贏面電阻QC-9&205卜D-&/40/90叩金電常聶（1劃缶）C-yfi/7a/fi5FIJ-4H6Q4.1冷冊播樣晞正切（1C幀加戀+D4M/S0O.VOJl劇厲勞廈WH）學啟N/chlA1J時稅醉ft5ft卿匕%t-2J/5O+n34-/23OJ曹曲筑膻岀HMPaA4：BAtt(譏罰A.E闘皿g壺聃化轉雙iUJK1:23CBT板在高頻特性與耐熱性方面與其他板比較，見圖9-6-6。雋弓“】廈制嘗忙曲規(guī)IB寺*at鷹時flMt的曲復l用1.60EEL*Eff6-4科（M耶的剪至軸畀性曲老（7TLM）mm?is?（1s旳吹恬唧時*1(2170C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，尤其在無鉛制程中，高Tg應用比較多；高Tg指的是高耐熱性。隨著電子工業(yè)的飛躍發(fā)展，特別是以電腦