1、随着印制电路板朝精、薄、短、小、多层、高Tg方向发展,对基板材料的性能提出了更高的要求,特别是SMT高密度贴装技术的发展,PCB加工及元件安装中,需要经过多次的热冲击和热加工(一般温度为260℃),而普通FR4板的玻璃化温度在130-140℃,Z方向热膨胀系数大,耐热性低,钻孔时易产生树脂腻污,加工时收缩大,不利对位等缺点,使用上有一定的局限,特别是对于制作多层板,普通FR4材料只能用10层以下的多层板,大于10层板以上时便显得有点力不从心,因此,提高FR4的玻璃化温度和耐热性能,拓宽其板材生存空间已成为各CCL生产厂家的开发重点。
无机填料是CEM-3的重要组分之一,作为填充料,他直接影响板材的尺寸稳定性、通孔可靠性、耐潮湿性和机械加工性,最初的CEM-3是不含无机填料,玻纤纸的含胶量大,使到板材的有机物(环氧树脂固化物)含量高达60%,导致板材热膨胀系数和吸水率偏大,而早期的CEM-3主要应用于单面印制线路板,不要考虑通孔可靠性,耐潮湿性即使差一点,问题也不大;随着CEM-3应用范围的扩大,特别是在双面印制线路板上的应用,这些问题就暴露出来,后来通过在芯料用胶液中加入无机填料,大大提高CEM-3的无机物的比例,是板材中有机物含量和无机物含量的比例下降为40:60(质量份),接近FR-4水平,显著地降低板材的热膨胀系数和吸水性
2 、以往覆铜箔板(例如CEM-3)中使用填料时,多采用氢氧化铝和氢氧化镁。但相对氢氧化铝的200多摄氏度就开始分解,不耐热冲击,230℃,300℃,530℃三个阶段释放出结晶水,容易导致板材分层起泡,所以,要进行热处理。
二氧化硅(sio2)具有优异的物理特性,如3高:高绝缘性、高热传导性、高热稳定性、2耐:耐酸碱性、耐磨性,2低:低的热膨胀系数、低介电常数等,以及它较低的价格优势,有一定的开发利用价值。随着二氧化硅自身表面处理条件的改进,改善了它与树脂体系的相容性,所以二氧化硅作为一种填料应用到覆铜板中,不但可降低成本,还能改进覆铜板的某些性能(如热膨胀系数、弯曲强度、尺寸稳定性等),因此前景看好。
氢氧化镁的价格偏贵,二氧化硅用在覆铜箔中更具有性能方面的优势,
类型 | Si02 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
耐热冲击性(288℃/20S,室温冷却10S为一循环) | 9次循环 | 4次循环 | 6次循环 |
剥离强度(常态) | 1.98N/mm | 1.81N/mm | 1.32N/mm |
弯曲强度(常态) | 210.3MPa | 192.8MPa | 185.9MPa |
玻璃化温度 | 135.3/137.4℃ | 131.8/132.4℃ | 127.5/128.2℃ |
热膨胀系数(Z向,T260) | 229um/m. ℃ | 253um/m. ℃ | 247um/m. ℃ |
介电常数(1MHZ) | 4.13 | 4.40 | 4.54 |
介电损耗角正切(1MHZ) | 0.0212 | 0.0225 | 0.0205 |
耐碱性 | OK | 白纹 | 0K |
胶水旋转粘度(20℃) | 880 | 1340 | 1080 |
莫氏硬度 | 6.5 | 3 | |
分解温度 | 870/1470/1723 | 230/300/530 | 350 |
(粒径均为2,占树脂的50%,铜箔为1 oz ,均为玻纤纸体系)
从表中可知,无论从机械性能、电性能、热性能以及在体系中的分散性方面,二氧化硅都具有优势。如果对二氧化硅硬度过高易损钻头的缺陷考虑不多,二氧化硅确实是覆铜板一个很好的填料选择。