低介電常數(shù)低介質(zhì)損耗PCB基材

2013-10-23 張洪文 真空技術(shù)網(wǎng)整理

  本文討論了低介電常數(shù)、低介質(zhì)損耗印制電路板基材的制法、性能及應(yīng)用。

  1、引言

  在近期的專利文獻(xiàn)資料特許公開2012-56994“プリプレグ、金屬張金屬板、プリント配線板及び半導(dǎo)體裝置”一文中討論了低介電常數(shù)、低介質(zhì)損耗PCB 基材的制法及性能等;采用該方法制作的覆銅板樣品的介電常數(shù)在1GHz 條件下為3.44~3.77,而介質(zhì)損耗為0.0024~ 0.0033。

  2、實(shí)驗(yàn)部分

  2.1、試樣制法

  實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的主要原料有環(huán)氧樹脂、雙馬來酰亞胺化合物、氰酸酯樹脂以及填料等,另外還應(yīng)用到固化劑,它是在間- 位上有著胺基的苯氧化物,如圖1 所示。

低介電常數(shù)低介質(zhì)損耗PCB基材

  其具體結(jié)構(gòu)如圖2 和圖3 所示

低介電常數(shù)低介質(zhì)損耗PCB基材

  在實(shí)驗(yàn)中具體應(yīng)用的固化劑名稱、結(jié)構(gòu)、型號(hào)等結(jié)合舉例將進(jìn)一步說明。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過程中的溶劑、玻纖布、銅箔等原材料,制作印制電路板要應(yīng)用相關(guān)工序的化學(xué)物品以及制作半導(dǎo)體組件要應(yīng)用相應(yīng)的芯片等,在各舉例中將具體介紹。為了闡明本發(fā)明的要點(diǎn),給出了實(shí)施和比較兩組舉例。

  2.1.1、實(shí)施例

  實(shí)施例1(1) 樹脂溶液的配制取7.0 質(zhì)量(下同)份的雙-(3-乙基-5-甲基-4-馬來酰亞胺苯基)甲烷(ケイアイ化成公司制造,型號(hào)為BMI-70)、8.0 份的4,4’-二苯甲烷雙馬來酰亞胺(ケイアイ化成公司制造、型號(hào)為BMI-H)、7.1 份的雙酚芳烷基型環(huán)氧樹脂(日本化藥公司制造、型號(hào)為NC-3000H、環(huán)氧當(dāng)量為285)、7.4 份的1,3-雙(3-氨基苯氧基)苯(三井化學(xué)公司制造、型號(hào)為APB,化學(xué)結(jié)構(gòu)如下面的圖4 所示)

低介電常數(shù)低介質(zhì)損耗PCB基材

  0.5 份的3-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(信越シリコーン公司制造、型號(hào)為KBM-403) 以及70 份的熔融二氧化硅微粉(アドマテックス公司制造,型號(hào)為SO-25R,平均粒子直徑為0.5μm)等,并加入環(huán)己酮使不揮發(fā)物含量達(dá)到70%, 配制成樹脂溶液。

  (2) 制造半固化片

  用上面得出的樹脂溶液浸漬玻纖布(厚度為0.032mm,旭化成エレクトロニクス公司制造),在180℃ 烘干約5 分鐘,得出樹脂組成物為83%(質(zhì)量百分?jǐn)?shù),下同)的半固化片。

  (3) 制造覆銅箔層壓板

  將上述得出的半固化片取四片層疊后在上面和下面覆上厚度為12μm 的銅箔(古河サーキットホイル公司制造,型號(hào)為F2WS-12),在壓力為4MPa、溫度為220℃ 的條件下壓制180 分鐘, 得出厚度為0.4mm的雙面覆銅箔層壓板。

  (4)制造多層印制電路板

  將制成的雙面覆銅箔層壓板按照印制電路板制造工藝,進(jìn)行印刷、蝕刻等作業(yè),制成內(nèi)層芯板;用得出的半固化片及銅箔等經(jīng)復(fù)壓、通孔、蝕刻等多道工序制成多層印制電路板。

  (5)裝配半導(dǎo)體組件

  將得出的多層印制電路板進(jìn)行表面鍍鎳/ 金等處理后, 按照焊錫球陣列的適應(yīng)性,在上面搭載、裝配相應(yīng)的半導(dǎo)體元件,例如TEG 芯片(尺寸為15mm×15mm,厚度為0.8mm),定位并固定好之后,在紅外再流焊爐中使陣列焊球熔融結(jié)合;最后用液體封裝樹脂把它封裝好,形成專用的半導(dǎo)體組件。實(shí)施例2 配制樹脂溶液時(shí)所用的雙-(3-乙基-5-甲基-4-馬來酰亞胺苯基)甲烷、4,4’-二苯甲烷雙馬來酰亞胺以及雙酚芳烷基型環(huán)氧樹脂等之用量如表1 所示;而固化劑改用10.4 份的1,3- 雙[3-(3-氨基苯氧基)苯氧基]苯(,它是由三井化學(xué)公司制造,型號(hào)為APB-5,化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖5 所示;

低介電常數(shù)低介質(zhì)損耗PCB基材

  其他操作同實(shí)施例1 一樣,配制樹脂溶液、制造半固化片、作成覆銅箔層壓板、制作多層印制電路板,最后裝配芯片制成半導(dǎo)體組件。

  實(shí)施例3 配制樹脂溶液時(shí)所用的雙-(3-乙基-5-甲基-4-馬來酰亞胺苯基)甲烷、4,4’-二苯甲烷雙馬來酰亞胺以及雙酚芳烷基型環(huán)氧樹脂等之用量如表1 所示; 而固化劑改用8.7 份的4,4’-雙(3-氨基苯氧基)聯(lián)二苯,由東永產(chǎn)業(yè)公司制造,型號(hào)為3,3’-BAPB,它的化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖6 所示,

低介電常數(shù)低介質(zhì)損耗PCB基材

  其他操作如實(shí)施例1 一樣,配制成樹脂溶液,浸漬玻纖布制造半固化片,壓制覆銅箔層壓板,制作多層印制電路板并裝配芯片制成半導(dǎo)體組件。實(shí)施例4 配制樹脂溶液時(shí)所用的雙-(3- 乙基-5- 甲基-4- 馬來酰亞胺苯基)甲烷、4,4’-二苯甲烷雙馬來酰亞胺以及雙酚芳烷基型環(huán)氧樹脂等之用量如表1 所示;而固化劑改用9.2 份的4,4’-雙(3-氨基苯氧基)二苯甲酮,由東永產(chǎn)業(yè)公司制造,型號(hào)為BABP,化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖7 所示。

低介電常數(shù)低介質(zhì)損耗PCB基材

  其他操作如實(shí)施例1 一樣,配制成樹脂溶液,浸漬玻纖布制造半固化片,壓制覆銅箔層壓板,制作多層印制電路板并裝配芯片制成半導(dǎo)體組件。

  實(shí)施例5 配制樹脂溶液所應(yīng)用原料的配方如表1 所示;而所用的固化劑1,3-雙[4-(3-氨基苯氧基)苯甲;鵠苯(為東永產(chǎn)業(yè)公司制造,型號(hào)為BABB,它的化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖8所示,其他各項(xiàng)操作如實(shí)施例1 所述。

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  實(shí)施例6 配制樹脂溶液所應(yīng)用原料的配方如表1 所示;而所用的固化劑雙[4-(3-氨基苯氧基)苯基]砜為小西化學(xué)公司制造,型號(hào)為3BAPS,其化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖9 所示,其他各項(xiàng)操作如實(shí)施例1 所述。