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1、新型印制电路板基板材料林远华(26 )林鑫(24)化学与生物工程学院12材料化学摘要概述了导电胶PCB、纳米材料与纳米技术、柔性电路板以及低介电纤维布等新型PCB基板材料的性能和相较于传统PCB材料的优势特点、关键字印制电路板、新型基板材料、高性能新型范板材料与传统的ffl比，改进的重点在丁提高蕪板材料的物理和电气性能，即提高基板 材料的耐热性，降低热膨胀系数和降低介电损耗。1导电胶PCB为了适应高密度化安装技术和低廉的印制屯路板价格，印制电路制造商正开发出采用传 统丝网印刷工艺导电印料涂覆的导电膜印制电路板，导电胶印制电路板就是采川丝网印刷方 法通过导电印料进行导线的没S和跨接或金属化孔的贯
2、孔作鼎，在基体h或导通孔中形成导 电图形的印制电路板。1导电胶印制电路板与传统的印制电路板相比奋许多优点。(1) 可用价格低廉的酚醛或环氧纸基板代替坡璃纤维布基板，M时可用冲孔或落料的机 加工方法取代数控钻，铣加工减轻高昂的加工赀用，使整体生产成木大幅度下降，拊生产效 率-反而4所提高；(2) 由于采用丝网印刷加工方法而不是化学电镀方法进行布线和货孔，节约了大量的水、 屯、热能源、消耗降低，且为低公害生产，基本无三废排放和污染，消除孔金属化及电镀工 序所造成大量的环境污染和废水治理；(3) 提高布线密度和安装密度，采用盘内孔(H IP或HTL)技术，元件引脚贴装用连接盘 可移到被贳孔堵塞成盲通
3、孔的顶部，消除引线和孔环没计和制造，奋利于信号传输，改善特 性阻抗性能；(4) 为表而安装技术提供便利，防止装配焊接时焊锡从焊接Ifii的导通孔贯穿到元件面， 以及防止粘贴TC集成电路元器件的胶水从异通孔中流失；(5) 疋加适应大批量流水线自动化作业。导电胶印制电路板是一种新颖的印制电路板品种，有着独特低成本、低消耗、高稳定、高品 质的优势。2纳米材料与技术在PCB工业中的应用纳米技术在PCB基材中的应用主要柯两人方而。一是对传统的PCB基材-褪铜板(简称 CCL)材料进行改性；另一方面就足利川纳米技术研发具有新特性的CCL材料。纳米材料与纳米技术在PCB基材中的应用主要体现在以下几个方面。2
4、(1) 提高力学性能。由于纳米粒子的特殊效极。将W引入到一些树脂体系能够获得性能 更加优异的PCB基材。例如:纳米陶瓷基板、纳米环氧基板及聚酰亚胺基板等。使它们比常 规材料在强度、硬度、韧性以及综合力学性能等方而更加优界。(2) 提高基板的耐热性。研究发现经过处理的碳纳米管能使环氧树脂的玻璃化温度提萵 14. 5C,失重20%和50%时的温度分别提高丁 54C和31C。将含八氨葙苯某POSS引入到单 一的双马来酰亚胺(BMI)树脂中，能使BMI固化物的玻璃化转变温度和热分解温度得到明兄 提高。当P0SS含量达到15%吋，玻璃化转变温度升高36C。同时，P0SS的加入还可以提高 树脂的阻燃性能。
5、(3) 改善PCB基板介电性能和电磁屏蔽性能。采用纳米材料对聚酰亚胺等PCB用基体树 脂等进行改性,可以明显改善基体材料的介电性能。也可以改善PCB的电磁屏蔽性能。在PCB 表而或基板中加入含纳米金属的粘接片或由纳米金属制成的金屈基PCB,可以使其具有屯磁 屏蔽功能，将减少噪声和提高信兮比。如:Ti02、Cr203、Pe203, ZnO等粉体掺到体树脂中 有良好的静电屏蔽性能。(4) 提高材料的肌燃性。台湾工研院化工所在2000年起进行了纳米技术在热阀性高分子 材料中应用的专题研究，采用溶胶-凝胶法(so卜gel)成功开发了无向无磷化阻燃环鉍树脂组 成体系，其阻燃性可达到VL94-V0级阻燃标
6、准。另外，在PCB工、Ik环保中，纳米粒子能对水中的重金属离子通过光电子产生很强的还原 能力，对消除无机物污染具有明敁效果。表面涂拟中，杏机金属/银(OM/Ag)纳米级络合物可作为PCB可焊性表而涂褪(镀)层。它 具有更薄的厚度(50nni，仅为最薄的化学镀银的1/6左右)，可川于无铅焊接条件。同吋，OM/Ag 纳米级可焊表面涂覆层在抗老化、抗变(退)色和nf焊性等方面有更好的性能。纳米金属导电油墨里，粒径20nm以下的纳米银油墨虽己成功商品化，因具冇烧结温度 低、导电性能好等优点，近年来成力全球电子汕墨行业的研发热点之一。纳米材料在PCB工业它方面的应用，纳米结构合金具柯商强度耐磨等诸多优异
7、特性， 非常适于制PCB用的钻火。由无机纳米材料改性尼龙制成的PCB用刷棍，吸水率极低，强度 高，经久耐磨，价格低廉，有利于降低PCB生产成本和提高PCB产品品质。纳米材料具有较 大的比表面积，对紫外光具有强吸收作用，可以利川该特性制备抗紫外线的PCB板材。利川 纳米材料的)洁能力，对提高线路板的相关品质也具奋重要意义。3柔性印制电路板的结构材料3.1尺、r控制更严格的基材与刚性印制电路板制造过程相比，从原材料制造柔性印制电路板的过程中，它的敁人的缺陷 就是产生较人的尺寸变化，即收缩。因此，尺寸稳定性是制造高密度互迮结构柔性多层板的 关键。因为儿何尺十的收缩将会直接影响到电路层间与覆盖膜的精确
8、定位，且接影响到器件 组装的对准性。所以选择尺、r控制更严格的柔性印制电路板载体材料是很重:耍的。新型聚脂 系列材料的丌发，使k性能上柯很人的改善，提商了尺寸的稳定性。聚、IK酞胺类型的主体材 料制成的柔性印制电路板，经过多次层压表明，此类材料的基板不仅提萵了柔性印制电路板 尺、？的稳定性和层间结构的可靠性，hd吋也大大提高高密度柔性印制电路板的产量。这种类 型的柔性印制电路基板材料之所以其尺十的稳定性较高，是因为它的物理性能比较优越，其 热膨胀系数较低。33.2铜箔的选择柔性印制电路板川的铜箔分为压延铜箔(RA)和电解铜箔(ED)。电解铜筘巾丁是电镀的方法 形成的，它是铜性的微粒结品结构，在
9、蚀刻吋很容易形垂直的线条边缘，非常利于精细导线 的制作，再加上它的较为粗糙的一面与难材的结合力好，非常冇利于焊接工艺。它与ik延铜 箔相比，在弯曲半径小或动态弯曲时，针状结构界易断裂，而且更界易在异线上形成针孔。 正因为此种原因，制作柔性印制电路板最常使用的多数铜箔为压延铜箔。4低介电纤维布环烯烃共聚物纤维制成的低介电聚合纤维布损耗因数为0.0007,介电常数为2. 35。使 纤維与E玻璃纤维混合，也nJ以与D玻璃纤维或NE玻璃纤维混合，制成更低介电性能的基 材。4低介电基材由儿种混合纤维布和树脂制成，由混合E玻璃纤维和环氧树脂牛.产的基材， 一种介电常数和损耗因数分别为3. 08和0. 01
10、2,密度为1. 2g/cm3o另一种基材是通过对混 合纤维布进行热压熔化纤维制成，其介电常数和损耗因数分别为3. 5和0. 001。尽管目前奋许多低介电的玻璃纤维，包拈D坡璃纤维和NE玻璃纤维，侃是它们最低介 电常数仍大于4.0。将环烯烃共聚物(C0C)纤维与玻璃纤维结合在独特的浞合布巾制成低 介电(e r3. 08, DkO. 013)电路板菽材；将混合布中环烯烃井聚物纤维熔化构成树脂的一种成 分，制成er3.25, DkO. 0013电路板基材；将含环烯烃丼聚物纤维混织布涂上独特的低介电 树脂制成e r2. 8, DkO. 0009电路板基材的试验，表明环烯烃共聚物纤维布是一种新型的性 能
11、优异的电路板增强材料。结语未來的屯子产品将在不断提髙功能的基础上，叫更少、更轻、更快、更精密的力卞j发展。印制屯路板未来 的发展A叫主耍集中在精细异线、商密度微孔径化、金屈孔化的多类型化、多层板厚度多样化、商物理、 电气性能化以及PCB的类型多样化。PCB技术不断更新和类型多样化，耑要多种相适应的材料与之配套， 新一代PCB用合成材料里比较突出的有以上说描述的：纳米(复合、槊料、橡胶、纤维、能源)SW料应 用及开发，柔性电路板，捉高基板耐热性和降低介电损耗，新型的环保W料，利于回收，减少对环境的污 染等。参考文献：1 网印工业2002年第四期，152 化工新型材料Vol.38 NO. 7,273 2003中国电子制造技术论坛会，32-344 印制电路信息2008 No. 6, 295 舰船电子工程2002年第5期，11
