De grundläggande egenskaperna hos det tryckta kretskortet beror på prestandan hos substratkortet.För att förbättra det tryckta kretskortets tekniska prestanda måste prestandan hos det tryckta kretssubstratet först förbättras.För att möta behoven av utvecklingen av det tryckta kretskortet, olika nya material Det utvecklas gradvis och tas i bruk.

Under de senaste åren har PCB-marknaden flyttat fokus från datorer till kommunikation, inklusive basstationer, servrar och mobila terminaler.Mobila kommunikationsenheter som representeras av smartphones har drivit PCB till högre densitet, tunnare och högre funktionalitet.Teknik för tryckta kretsar är oskiljaktig från substratmaterial, vilket också innefattar de tekniska kraven för PCB-substrat.Det relevanta innehållet i substratmaterialen är nu organiserat i en särskild artikel för branschens referens.

1 Kravet på hög densitet och fin linje

1.1 Efterfrågan på kopparfolie

PCB utvecklas alla mot högdensitet och tunna linjer, och HDI-kort är särskilt framträdande.För tio år sedan definierade IPC HDI-kortet som linjebredd/linjeavstånd (L/S) på 0,1 mm/0,1 mm och lägre.Nu uppnår industrin i princip ett konventionellt L/S på 60μm, och ett avancerat L/S på 40μm.Japans version 2013 av installationsteknikens färdplansdata är att 2014 var det konventionella L/S på HDI-kortet 50μm, det avancerade L/S var 35μm och det provproducerade L/S var 20μm.

PCB-kretsmönsterbildning, den traditionella kemiska etsningsprocessen (subtraktiv metod) efter fotoavbildning på kopparfoliesubstratet, minimigränsen för subtraktiv metod för att göra fina linjer är cirka 30μm, och tunt kopparfolie (9~12μm) substrat krävs.På grund av det höga priset på tunn kopparfolie CCL och de många defekterna i tunn kopparfolielaminering producerar många fabriker 18μm kopparfolie och använder sedan etsning för att tunna ut kopparskiktet under produktionen.Denna metod har många processer, svår tjocklekskontroll och höga kostnader.Det är bättre att använda tunn kopparfolie.Dessutom, när PCB-kretsen L/S är mindre än 20μm, är den tunna kopparfolien i allmänhet svår att hantera.Det kräver ett ultratunt kopparfolie (3~5μm) substrat och en ultratunn kopparfolie fäst på bäraren.

Förutom tunnare kopparfolier kräver de nuvarande fina linjerna låg strävhet på kopparfoliens yta.I allmänhet, för att förbättra bindningskraften mellan kopparfolien och substratet och för att säkerställa ledarens avskalningshållfasthet, ruggas kopparfolieskiktet upp.Grovheten hos den konventionella kopparfolien är större än 5μm.Inbäddningen av kopparfoliens grova toppar i substratet förbättrar skalningsmotståndet, men för att kontrollera trådens noggrannhet under linjeetsningen är det lätt att ha kvar de inbäddningssubstratets toppar, vilket orsakar kortslutningar mellan linjerna eller minskad isolering , vilket är mycket viktigt för fina linjer.Linjen är särskilt allvarlig.Därför krävs kopparfolier med låg strävhet (mindre än 3 μm) och ännu lägre strävhet (1,5 μm).

1.2 Efterfrågan på laminerade dielektriska plåtar

Den tekniska egenskapen hos HDI-skivor är att uppbyggnadsprocessen (BuildingUpProcess), den vanligaste hartsbelagda kopparfolien (RCC) eller det laminerade lagret av halvhärdad epoxiglasduk och kopparfolie är svår att uppnå fina linjer.För närvarande tenderar den semi-additiva metoden (SAP) eller den förbättrade semi-processed metoden (MSAP) att användas, det vill säga en isolerande dielektrisk film används för stapling, och sedan används strömlös kopparplätering för att bilda en koppar ledarskikt.Eftersom kopparskiktet är extremt tunt är det lätt att bilda fina linjer.

En av nyckelpunkterna i den semi-additiva metoden är det laminerade dielektriska materialet.För att uppfylla kraven på fina linjer med hög densitet, ställer det laminerade materialet kraven på dielektriska elektriska egenskaper, isolering, värmebeständighet, bindningskraft, etc., såväl som processanpassningsförmågan hos HDI-kort.För närvarande är de internationella HDI-laminerade mediamaterialen huvudsakligen ABF/GX-seriens produkter från Japan Ajinomoto Company, som använder epoxiharts med olika härdare för att lägga till oorganiskt pulver för att förbättra materialets styvhet och minska CTE och glasfiberduk används också för att öka styvheten..Det finns också liknande tunnfilmslaminatmaterial från Sekisui Chemical Company i Japan, och Taiwan Industrial Technology Research Institute har också utvecklat sådana material.ABF-material förbättras och utvecklas också kontinuerligt.Den nya generationen av laminerade material kräver särskilt låg ytjämnhet, låg termisk expansion, låg dielektrisk förlust och tunn styv förstärkning.

I den globala halvledarförpackningen har IC-förpackningssubstrat ersatt keramiska substrat med organiska substrat.Stigningen av flip chip (FC) förpackningssubstrat blir mindre och mindre.Nu är den typiska linjebredden/linjeavståndet 15μm, och det kommer att bli tunnare i framtiden.Flerskiktsbärarens prestanda kräver huvudsakligen låga dielektriska egenskaper, låg värmeutvidgningskoefficient och hög värmebeständighet, och strävan efter lågkostnadssubstrat på basis av att uppfylla prestandamål.För närvarande antar massproduktionen av fina kretsar i princip MSPA-processen med laminerad isolering och tunn kopparfolie.Använd SAP-metoden för att tillverka kretsmönster med L/S mindre än 10μm.

När PCB blir tätare och tunnare har HDI-kortteknologin utvecklats från kärninnehållande laminat till kärnlösa Anylayer sammankopplingslaminat (Anylayer).Alla lagers sammankopplingslaminat HDI-kort med samma funktion är bättre än kärninnehållande laminat HDI-skivor.Ytan och tjockleken kan minskas med cirka 25 %.Dessa måste använda tunnare och bibehålla goda elektriska egenskaper hos det dielektriska lagret.

2 Krav på hög frekvens och hög hastighet

Elektronisk kommunikationsteknik sträcker sig från trådbunden till trådlös, från lågfrekvens och låg hastighet till hög frekvens och hög hastighet.Den nuvarande mobiltelefonens prestanda har gått in i 4G och kommer att gå mot 5G, det vill säga snabbare överföringshastighet och större överföringskapacitet.Tillkomsten av den globala cloud computing-eran har fördubblat datatrafiken, och högfrekvent och höghastighetskommunikationsutrustning är en oundviklig trend.PCB är lämplig för högfrekvent och höghastighetsöverföring.Förutom att minska signalstörningar och förluster i kretsdesign, bibehålla signalintegritet och bibehålla PCB-tillverkning för att möta designkrav, är det viktigt att ha ett högpresterande substrat.

För att lösa problemet med PCB öka hastigheten och signalintegriteten fokuserar designingenjörer främst på elektriska signalförlustegenskaper.Nyckelfaktorerna för valet av substrat är dielektricitetskonstanten (Dk) och dielektrisk förlust (Df).När Dk är lägre än 4 och Df0.010 är det ett medium Dk/Df-laminat, och när Dk är lägre än 3.7 och Df0.005 är lägre är det laminat av låg Dk/Df-kvalitet, nu finns det en mängd olika substrat att gå in på marknaden att välja mellan.

För närvarande är de mest använda högfrekventa kretskortsubstraten huvudsakligen fluorbaserade hartser, polyfenyleneter (PPO eller PPE) hartser och modifierade epoxihartser.Fluorbaserade dielektriska substrat, såsom polytetrafluoreten (PTFE), har de lägsta dielektriska egenskaperna och används vanligtvis över 5 GHz.Det finns även modifierade epoxi FR-4 eller PPO substrat.

Utöver ovan nämnda harts och andra isoleringsmaterial är ytjämnheten (profilen) hos ledaren koppar också en viktig faktor som påverkar signalöverföringsförlusten, som påverkas av hudeffekten (SkinEffect).Hudeffekten är den elektromagnetiska induktionen som genereras i tråden under högfrekvent signalöverföring, och induktansen är stor i mitten av trådsektionen, så att strömmen eller signalen tenderar att koncentreras på trådens yta.Ledarens ytjämnhet påverkar förlusten av överföringssignal, och förlusten av slät yta är liten.

Vid samma frekvens, ju större råhet kopparytan är, desto större signalförlust.Därför försöker vi i den faktiska produktionen kontrollera grovheten på ytans koppartjocklek så mycket som möjligt.Grovheten är så liten som möjligt utan att bindningskraften påverkas.Speciellt för signaler i området över 10 GHz.Vid 10GHz måste kopparfoliens råhet vara mindre än 1μm, och det är bättre att använda superplanar kopparfolie (ytjämnhet 0,04μm).Ytråheten hos kopparfolien måste också kombineras med ett lämpligt system för oxidationsbehandling och bindning av harts.Inom en snar framtid kommer det att finnas en hartsbelagd kopparfolie med nästan ingen kontur, som kan ha en högre fläkhållfasthet och inte påverkar den dielektriska förlusten.