一 嚣 ■■■■■■■－■●■●●■■－ ■一 世界覆铜板新品种新技术赏析（１） 日立化成薄封装基板用环境友好 张家亮 低热膨胀材料Ｍ Ｃ Ｌ—Ｅ一６ ７ ９ Ｇ Ｔ（上） （南美覆铜板厂有限公司，广东佛山 ５２８２３１） 摘要 文章介绍了日立化成ＰｃＢ用基板材料的发展路线，分析了日立化成最新推出的薄封装基板用环境友好低热 膨胀材料ＭｃＬ—Ｅ一６７９ＧＴ的材料设计和日立化成的填料界面控制系统，综述了ＭｃＬ—Ｅ一６７９ＧＴ的性能特点。 关键词 环境友好；覆铜板；翘曲；热膨胀系数；发展 中图分类号：ＴＮ４１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—００９６（２００８）１１—００２２—０４ Ａｎａｌｙｓｉｓ ０ｆ Ｎｅｗ Ｖ＿ａｒｉｅｔｙ ａｎｄ，］№ｃｈｎ０ｌ０ｇｙ ０ｆ Ｃ０ｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅｓ Ｗｌ０ｒｌｄｗｉｄｅ １）…．一．Ｌ０ｗ ＣＴＥ Ｅｎｖｉｒ０ｎｍｅｎｔａｌ Ｆｒｉｅｎｄｌｙ Ｍａｔｅｒｉａｌ ＭＣＬ．Ｅ．６７９ＧＴ ０ｆ Ｈｉｔａｃｈｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｆ０ｒ Ｔｈｉｎ Ｐａｃｋａｇｅ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ（Ａ） ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎ—ｌｉｎｎｇ ＡｂＳｔｒａｃｌ Ｉｎ ｔｌ１ｅ ｐａｐｅｒｒ０ａｄｍａｐ ｆ０ｒ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ ｍａｔｅｒｉａｌ ｏｆ Ｈｉｔａｃｈｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｗａｓ ｉｎⅡＤｄｕｃｅｄ．ＴｈｅⅡｌａｔ嘶ａｌ ，ｄｅｓｉｇｎ ａＩ１ｄ ｆｉｌｌｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｌＯｗ ＣＴＥ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｌｙ ｆｒｉｅｎｄｌｙ ＭＣＬ．Ｅ一６７９ＧＴ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｎ ｐａｃｋａｇｅ ｓｕｂｓｔｒｌａｔｅ ｗｅｒｅ ａｌ１ａ１ｙｚｅｄ．Ａｔ ｆｈｅ ｓａｍｅ，ｔｈｅ ｐｅ１ｆ０ｍｌａｌ１ｃｅ ｏｆ ＭＣＬ—Ｅ－６７９ＧＴ ｗａｓ ｒｅＶｉｅｗｅｄ． Ｋｅｙ ｗ０ｒｄｓ ｅｎＶｉｒＯｎｍｅｎｔａｌｌｙ ｆｒｉｅｎｄｌｙ：ｃＯｐｐｅｒ ｃＩａｄ Ｉａｍｉｎａｔｅ；ｗａｒｐａｇｅ：ｃＯｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ ｔｈｅｒｍａｌ ｅ×ｐａｎｓｉ０ｎ （ＣＴＥ）；ｄｅｖｅｌ０ｐｍｅｎｔ ０前言 日立化成工业开发出了用于超薄半导体封装基 板的低热膨胀系数（ＣＴＥ）、高弹性模量的多层板 用材料ＭＣＬ．Ｅ一６７９ＧＴ，于２００８年４月作为覆铜板 （ｃｃＬ）上市，ＭｃＬ．Ｅ一６７９ＧＴ可以满足基板薄型化 的要求（图１）。作为半导体封装用基板材料， Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｊ０ｎ印制电路信息 伽肫Ｌ，７ ………………………………………………………・・ＣＯｐｐｅｒ ＦＯｉｌ＆Ｌａｍｉｎａｔｅ…………・： ＭＣＬ．Ｅ．６７９ＧＴ用途广泛，除适用于直接配备ＩＣ芯片 的ＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｐａｃｋａｇｅ）及ＰｏＰ（Ｐａｃｋａｇｅ ｏｎ 非常突出的发展方向，在研发起步的时间、产品系 列化、产量等方面都有相当的特色表现，图３为日 立化成技术路线图，表１为基板材料路线图。 Ｐａｃｋａｇｅ）结构内插板外，还可以用于手机、数字 信息设备以及在高温条件下使用的车载设备等。该 公司通过灵活应用树脂设计与配合技术，开发出了 与原来的高玻璃化温度ＣＣＬ相比热膨胀系数减小约 ２０％的新材料。通过使用这种基板材料，封装时的 翘曲度可以降至原来的约１／２。同时，该产品环境 友好，不含卤素。 总：８９亿美兀 ２０Ｏ７年 注释：包括半固化片、ｍａｓ ｓ ｌａｍｉｎａｔｅ、ＲＣＣ‘ 图２ ２００７年全球ＣＣＬ总销售额 图１ ＭＣＬ—Ｅ一６７９ＧＴ （资料来源：Ｐｒｊｓｍａｒｋ ２００８） １ 日立化成基板材料的发展战略 根据世界著名市场分析公司Ｐｒｉｓｍａｒｋ在２００８年 的统计（图２），２００７年全球ＣＣＬ总销售额８９亿 美元，其中日立化成４．１０亿美元，占４．６％，名列 全球第８位。２ｌ世纪初，日立化成确定了无卤化、 适应无铅化、高速，高频的市场定位，２００６年，日 立化成推出了极薄挠性ＣＣＬ——ＣＵＴＥ系列。 ＰＣＢ用基板材料的无卤化是日立化成基板材料 ２ ＭｃＬ—Ｅ一６７９ＧＴ的材料设计 ２ １ Ｓ ｉ Ｐ 口ＰｏＰ介绍 在ＩＴＲＳ ２ｏ０５中对系统封装（ＳｉＰ，Ｓｖｓｔｅｍ ｉｎ Ｐａｃｋａｇｅ）的定义是：“系统封装是采用任何组合， 将多个具有不同功能的有源电子元件与可选择性的无 源器件以及诸如ＭＥＭＳ或者光学器件等其它器件首 先组装成为可以提供多种功能的单个标准封装件， 形成一个系统或者子系统”，ＳｉＰ可有效地缩减元 箔与层压板；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；项目 ℃ ２ｏｏ５ １８５ ２ＯＯ６ １８５ ２ｏｏ７ １８５ 瑚８ ｌ８５ ２ｏｏ９ ２Ｏ５ ２ＯｌＯ ２Ｏ５ 性能路线图 ２８８／ｍｉｎ ＣＴＥ／１仃６，℃ ２Ｏ ｌ６．１７ ＞６ｏ ｌ４－ｌ５ ：锄 ｌ４－１５ ＞６０ ｌ１．１２ 枷 ＜ｌＯ ＞６Ｏ ＜ｌＯ ＪＥＤＥｃ等级 最小芯层厚度，ｍｍ １０Ａ．１０ ４０ Ｌ２－Ｕ ４０． Ｌ２－Ｌ１ ３Ｏ Ｌ２－Ｌ１ ３Ｏ Ｌｌ ３Ｏ Ｌｌ ２５ 图３ 日立化成技术路线图 Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｎ Ｉｎｆ０ｒｍａｌｉ０ｎ印制电路信息 口 ＾ ，，……．．： 箔 与Ｉ＆Ｌａｍｉ层压板 ；；；；；； ； ； ；；； ； ；；；； ；；：…………ＣＯｐｐｅｒＦＯ－ｎａｔｅ…………………“…………………………………・ 表１基板材料路线图 功能 ■啊ｌ瑾■■■■■■■Ｈ珥ｔ＿誓ｌＨ ■■■●瞿－Ｉ毗订■＿■■■硼ｌＩＩ翻■■—■■■湘Ｉ畦 ■■■■—锄喇暖盟＿■■■珊■皤Ｈ＿ 含卤 高性价比ｆＥ＝量ｚ 士Ｏ生５．，Ｄ１）１ １１） ‘ 一’＼ ／ ｌ 圈 无卤 ［Ｎ‘＿ 羟－・ｆ 一７ １ ＨＩｇｈ ｒｅｌａｂｌＩｔ ｙ＇Ｐｂ ．ｆｒｅｏ ＦＲ＿．：二≥ 【Ｍａｄｅ Ｉｎ ｃｈｌｎ８（Ｈｃ Ｋ）《： ：：＝ ．Ｂ７ａ㈣ ＞ 怠Ｅ－６７ＧｆＨ１№Ｉｏｇｅｎ．ｆｆｅｅ。Ｐｂ－ｆｒｅｅ。Ｉｍ ｒｏｖｅｄ ｐｒｏｃｅ８ｓａｂＩＩｌｔｙ ｛ＢＥ－６７Ｇｆ Ｌｏｗ ｃＴＥ １＇ ｆ￡・６７ｇ．Ｅ・Ｂ７９ＲｆＲ Ｈｌｇｈ Ｔ ｇ．ｕｃＦ－６Ｄ００Ｅ ＨＤＩ ｍａｌｅｒｉａｌ ｆＥ．＿ 豳豳豳一 曩 含卤 置 豳豳 ’ ＞ ：≥＞ ＞ 、＞ 曩 翱醚圈■搿 懑磁臻 ； 衲。 ６７ｇＦ Ｌｏｗ ｃＴＥｆ１２ｘ１０．６，℃ｌ。Ｈｉａｈ ｍｏｄｕＩｕｓ高可靠性 Ｅ一６７ＱＦｆＲ №｝ｊ ｈｅａｔ ｒｅ８Ｉ８ｌ鑫ｎｃｅ （Ｅ－６７９Ｆ ｏｗ ｃ‘ Ｅ（ｚ）４０ｘ ０．Ｂ，℃ ｆ Ｆ－６７ＱＦａ Ｈｌｇｈ Ｔｇ．Ｈａｌｏｇｅｎ－ｆｒｅｅ．Ｐｂ．ｆｒｅｅ 一 … ＞ ＞ ＞ ．、 ＞ ｛Ｅ．６７口ＦＱｆＲ】哺墓ｈ ｈｅａｔ ｒｅｓｌ８ｔａｎｃｅ ■ 高密度 ＩＤＩ奉ＩＩ科 Ｅ・６７ｆ 叠ＬＦ￡ａｘ偿Ｅｎ：１ｏ．ｗ＆７ ｃｇＴａＥＴ＇ ＨＬｉｏｇ Ｉｔ ｃＴ１Ｅ８Ｉｏ℃．１ ２ 二）ｃ１０． ： ＞≥＞ ｆ Ｆｌ－Ｉｅ翻ｒ。 ｉｔ ｏｒｍ鑫ｔ ｎ ３Ｏ／３Ｏ・ １Ｏ／ Ｏ ｍ ｊ ｓｕｂｌｍｌＩｖ・（哪ｒａ ｌｈ＿帕ｃＩＩ ｆｏＩＩ，／ｓ・ｍＩ１｜ｄｄｊｕｖ ｐｒｄｆｌ垂＿—ｆｒ・矗ｅＩＩ ｆ６¨ ｉ ＼ ｊ 夕 ／ ｆ ＾８＿Ｚ２ ｆ ｌｏＩ翔瞳ｌ・ｆＩ童ｌ Ｄｋ３．１．Ｏｆ ０．Ｏ＇４ ＼ 【Ｈａｌｏ鬈ｅｎ—ｌｒｅｅ。Ｐｅ。ｌ ８ｔ ・ｎｇｔｌ＇＞ｏ．８ ｋＮ／ｍ ［ＭａｔｅｒＩａＩ ｆｏｒ ｅｍ喇ｄｅｄ ｚＢｃ ｍ－ｌａｒＩ．１－Ｈｌ ｈ Ｄｋ Ｈ 高功能 ｆ ｕｔ．量・ｒｌ・ｔ ｕ｜ ａｑｈ ＆８毫ｎｄａｂＩｅ ＞ ＼ 【 中蜡 ‘钠Ｉｌ ／ 【ｚ Ｖ・Ｌ＿ｍｌ ｆ８・ｔ・ｍ・ｔｔｒｌｌＩ＿ｌｔｈ ｌＬ ＶＩ・ｈｎＩ． ：：＞ Ｉ ■ ■●ｆ 掇 曙■■■ ■目 醺 ■目Ｅ■ ■■■啊■■■■■鞠 目目■目 日ｒｒ 高终鞴 Ｄｋ《３．５ １．Ｘ．１Ｂ７．６ Ｙ ０Ｉ【国５ Ｄｆ ００Ｓ ＬＸ－矗了Ｆ ．００３＼＞ ／ 高速／高频 翻 黧 Ｄｋ．ｃ３．８ Ｄｆ《ｏ＿００６ｆ Ｌ２．＿７，ａ １．ｓＧＨｚ Ｈ ｌａ拍ｎ．ｆｒｅｅ．、、 圈 ． ｅＬ—Ｆｘ２ ５－１ｏＧＨｚ Ｄｌ‘≮３．４ Ｄｆ‘０．０ｏ２ 二／ ＝＝＞ 豳豳■■ 件／零组件的使用空间，达到产品小型化的目标。 系统封装的特点：减少系统尺寸、增加系统密度、 元件堆叠封装（ＰｏＰ，Ｐａｃｋａｇｅ ｏｎ Ｐａｃｋａｇｅ）是 在底部元器件上面再放置元器件——逻辑＋存储，通 降低系统消耗、降低成本（图４）。 常为２到４层，存储型ＰｏＰ可达８层。外形高度会 稍微高些，但是装配前各个器件可以单独测试，保 障了更高的良品率，总的封装成本可降至最低，器 件的组合可以由终端使用者自由选择，对于３Ｇ移动 ； ： 图４系统封装示意图 ⅣＤ．，， 电话及数码像机等产品，这是优选的装配方案川 】。 ．：－……．Ｐｒｉｎｔｅｄ ＣｉｒｃｕｉｌＩｎｆ０ｒｍａｔｉｏｎ印制电路信息２伽……………………………………・・…………………ＣＯｐｐｅｒ ＦＯ－ｌ＆Ｌａｍｉｎａｔｅ…………．．： 图５为典型的ＰｏＰ结构，图６为ＰｏＰ型封装的翘曲 现象。 （２）新设计树脂体系包含扁平的多环树脂、 固化剂和表面处理填料，可增体实现板材的低热膨 胀系数和良好可靠性。同时ＳＡＰ（Ｓｅｍｉ．Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｐｒｏｃｅｓｓａｂｉｌｉｔｙ）加工兼容。 （３）填料添加越多，钻孔加工性越差，但日 立化成采用了所擅长的填料界面控制系统（ＦｉｌｌｅｒＩｎ． ｔｅｒｆａｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ，ＦＩＣＳ），钻孔性能未受影 响，分析见后。 图５ 典型的Ｐ０Ｐ结构（资料来源：Ａｍｋｏｒ） Ｉ量 ，ｎ （４）采用新偶联剂提高填料的分散性，进而 压 提高粘附性。 表２树脂的分子结构模型 板 图６ ＰｏＰ型封装的翘曲现象 ＭＣＬ—Ｅ一６７９ＧＴ具有低ＣＴＥ、高可靠性（耐 ＣＡＦ）、钻孔加工性好的特点，它是针对ＰｏＰ、ＳｉＰ 而开发的封装基板，见图７。 图８ ＭＣＬ—Ｅ一６７９ＧＴ的概念性树脂设计 ；；；；铜箔与 图７ 日立化成封装基板开发计划 ．； ；；；；；； ；；；；；；；；；； ；；；图９ 树脂的热膨胀系数和交联点间的分子量的关系 盐妻性釜 ３５ ２．２树脂体系设计 树脂体系的设计是ＭＣＬ．Ｅ．６７９ＧＴ的设计核心所 在，笔者研判如下： （１）多环树脂（Ｐｏｌｖｃｖｃｌｉｃ Ｒｅ ｓｉｎ），与 ３Ｏ ２５ ｎｏｖｏ１ａｃ型环氧树脂相比，多环树脂有较平的结构单 元（表２）。从图８一图１ ｌ可以看出，在４００ ７００ 交联点间的分子量之间，芳环的平面堆叠力强，通 过平面定向控制（Ｐｌａｎｅ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏ１），产 罡２Ｏ １５ 爨１ｏ ５ Ｏ 生一个堆叠效果（Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｔ），多环树脂有 最小的ＣＴＥ值，从而实现树脂系统的ＣＴＥ控制，达 到板材的低ＣＴＥ和高弹性模量的目的…。 Ｏ ５Ｏ １ｏ０ １５Ｏ ２Ｏ０ ２５Ｏ ３ＯＯ 温度／℃ 图１ ０ 树脂的温度和模量的关系 （下转第５ ５页） ● Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｌｎｆ０ｒｍａｔｉｏｎ印制电路信息删 ．，，……．．： ………………………………………………………………………・・Ｓｐｅｃｉａｌ ＰＣＢ…………．．＝ 掀开了ＢＴ树脂发展的篇章。国内外关于ＢＴ树脂的 家能够批量生产ＰＩ线路板基板的厂家。 ＰＩ树脂覆铜板目前主要用于ＦＰＣ领域，由于我 厂不涉及ＦＰＣ故不做更深探究。 的研究也非常多。目前，三菱瓦斯已实现了ＢＴ树 脂的商业化生产，广泛应用于各类高性能印制电路 板、结构件和胶粘剂中。 ＣＥ树脂及其改性体系应用于高频覆铜板时存在 ８陶瓷＋有机物＋玻纤布覆铜板 目前我厂已打样生产的陶瓷板都属于这种类型 的复合基陶瓷板（如０６客户），这种陶瓷板与传 统ＦＲ．４的ＰＣＢ板没有太大差异，在一些重点制程做 的不足：固化成型温度普遍较高，使加工工艺复杂 和生产成本增大；脆性较大也使得钻孔困难；另外 价格较高，这使得目前应用范围还主要在高性能的 军事和国防领域中。 有关ＢＴ板材的制作还未见有专门的文章介绍， 如果我厂要引进生产，恐怕还要去做进一步的了 解，开发部会在今后的工作中重点了解，相信引进 的技术可以攻克这一难题。 市场主要代表产品：日本三菱瓦斯公司有 ＢＴ２１００、ＢＴ２３０ｏ、ＢＴ２４００、ＢＴ２６ｏ０；Ｉｓｏ１ａ有Ｇ２ｏｏ， Ｎｅｌｃｏ：Ｎ５０００。 重点管控我厂还是能够批量生产。由于我们已经掌 握了相关的制作技术，在此也不做重点分析。 纯陶瓷印制板是采用陶瓷共烧技术和加成法制 造，与传统ＰＣＢ制作工艺完全不同，也根本不适 合我厂引进，故不做探讨。 市场主要代表产品：Ｒｏｇｅ ｒ ｓ有ＲＯ４００３Ｃ、 ＲＯ４３５０Ｂ、Ｒ０４４５０Ｂ、Ｒ０４４０３、ＴＭＭ３、ＴＭＭ４、 ＴＭＭ６、ＴＭＭ１０；Ａｒｌｏｎ有２５Ｎ、２５ＦＲ。 ９改性环氧低介质常数覆铜板 制作参数完全同普通ＦＲ一４。如ＩＳＯＬＡ：ＦＲ４０８ ￡＝３．８。 ７ ＰＩ聚酰亚胺树脂覆铜板 聚酰亚胺（ＰＩ）树脂具有优良的耐热性能、高 ｇ（２ ５ ０℃）、高频介电性能、力学性能、电气 性能、耐化学性及尺寸稳定性，是电子工业、机 械工业及航空航天工业中极具潜力和发展前景的商 品 ＰＩ树脂主要有反应型聚酰亚胺和双马来酰亚胺 （ＢＭＩ）。目前应用于电路板基板的主要是ＢＭＩ型 的ＰＩ树脂。日本是ＰＩ基覆铜板强国，现有松下、 日立、住友化学等多家公司生产ＰＩ基覆铜板，我 国陕西咸阳的国营７０４厂研究所是目前国内仅有的一 （上接第２ ５页） －１ ）结语 综合上面的技术介绍，我司使用高频微波印制 板的方向及主要领域应该在ＰＰＯ（ＰＰＥ）、ＢＴ、陶 瓷＋有机物＋玻纤布、改性ＥＰ覆铜板，这样既符 合我厂目前的设备和技术水平，又符合高频微波印 制板的发展方向。团 作者简介 黄生荣，惠州中京电子科技有限公司工艺部经理， 低ｃＴＥ＆高弹性模量 ｌ 平面定向控制 Ｉ Ｉ特种ｌ印制（堆叠效果） 板． ； ；；；；；； ；；；；；； ； ；；；；；；、、—— 面 、＾ ／—— —Ｌ————————————一、 ＾ ———— ，， 控制 ．ｓＡＰ兼容 ・ －高粘附性 图１１ ＭｃＬ—Ｅ一６７９ＧＴ的材料设计 囫（未完待续） ● ● ● Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｌｌｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ印制电路信息２口 肋．，，……．．
