CCL铜箔基板技术及发展趋势介绍(学习心得)

CCL铜箔基板技术及发展趋势介绍

主办单位：台湾电路板协会（TPCA协会）

主讲人：李长元（台光电子技术副理，在台光从事技术研发十年）

学习人员：李洲、张双双、曲秋阳、刘东锋

培训时间：2014-12-19

首先，非常感谢公司领导能给我们这次外出学习的机会，虽然整个培训只有仅仅6个小时，但我们每个人感觉的还是有很多收获，现将本次学习的内容梳理了一下与大家共勉：

本次课程主要从5个方面对CCL铜箔基板技术进行了介绍：1、铜箔基板定义、分类及运用；2、铜箔基板主要原物料介绍；3、铜箔基板的制造流程4、铜箔基板的技术介绍；5、铜箔基板的发展趋势与应用介绍。

一、铜箔基板定义、分类及运用

印刷电路板（PCB）：Printed Circuit or Printed Wirting Board的缩写。将电子线路印刷在一基板上，此一基板覆着一层铜箔，经铜箔蚀刻，形成所需之电路,蚀刻后留在基板上的铜箔导体，成一完整之印刷电路板。

覆铜板定义-----又名基材。将增强材料浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，称为覆铜箔层压板(CCL）。它是做PCB的基本材料，常叫基材。

铜箔基板根据树脂体系（酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯）以及补强材料（纸、玻纤布）大致分为11种，并且分别应用于不同领域。若按补强材料（纸、玻纤、毡玻纤布）的使用主要分为三类：

1、纸基板：是以牛皮纸为补强材料，涂敷树脂后压合而成，主要包括：

XPC、FR-2、FR-3，其耐热性较差，主要用于电话、电视等产品。

2、电子布基板：是以电子布为补强材料，其优点在于具有良好的耐热

性、绝缘性及尺寸稳定性，主要包括：FR-4（主机板和通讯板材）；

FR-5、G-10及G-11（主要用于通讯板）；GT、GI（特殊应用）。3、复合基板：是以电子布与玻纤毡或牛皮纸组合作为补强材料，其主

要包括：CEM-1（电子布与牛皮纸）、CEM-3（电子布与玻纤毡）。

其中FR-4凭借其电子布耐热、绝缘等优势，在铜箔基板市场占有量最大，约占整个市场60-70%。

在铜箔基板的发展过程中有个两重要阶段涉及玻纤布：1936年美国科宁玻璃公司与欧文.伊利诺玻璃公司成功开发“连续玻璃纤维拉丝工艺”及玻璃纤维生产工艺法，成为玻璃纤维丝生产的先驱者，开创一个新的材料产业；1939年电子级玻璃纤维问世，成为玻璃纤维布基板材料的重要增强材料；80年代初期，日本日东纺公司开创玻璃布加工开纤处理技术，提升树脂浸润性及耐CAF性能。

二、铜箔基板主要原料介绍

铜箔基板主要原料包含四部分：铜箔、玻璃布、树脂体系及填料体系。（一）玻纤布

当今玻纤布向更薄更轻的方向发展，从最初的7629、7628广泛应用到现在1067、106、1037，甚至有些玻纤布厂已经逐步开发出超薄布1027、1017等，玻布越薄现在市场竞争力越大，利润也就越高，如基重为13g/m2的1017价格约为基重为104g/m2的2116玻布10倍。玻布的轻薄化，代表着所用纱线的号数以及单纤维直径、单丝数量趋于减小，如1017玻布织造过程中使用的C3000纱线由50根单纤维直径为4微米的单丝构成。

玻纤布表面处理分为：化学处理及物理处理。化学处理：与硅烷偶联

剂的结合，提高玻纤布与树脂介面的结合力。物理处理：即开纤加工（目前主要采用高压水刺、机械应力开纤），提高树脂对玻布的浸透性及层压的加工性；开纤布使玻布内纱线扁平，内部纤维松散均匀，有利于树脂浸透、耐CAF性能好。另外，纱线之间的缝隙减小，有利于镭射钻孔，避免将孔打在玻纤纱之间的缝隙处。目前，各玻纤布厂衡量开纤好坏的直接指标为透气度。

在玻璃纤维生产过程中，原料也对玻布的品质有着至关重要的影响，现玻布向着lowDk（低介电常数）、lowDf（低介质损耗角正切）的方向发展，SiO2及B2O3含量高，DK越低；但SiO2含量量高，熔融温度变高，制造成本增加。

玻布生产过程尤为注意下列问题：

（1）、玻璃纤维生产过程中，原料熔融时有气泡的产生，造成中空纤维，会严重影响基材的耐CAF性能。

（2）、玻布在退浆过程中的不稳定会造成树脂含浸不良、鱼目。

（3）、玻纤布的张力控制问题，若张力不匀，在压制过程中会造成玻布撕裂。尤其在薄布方面，

（4）、玻纤布中的杂质会造成后续上胶后PP片缺胶。

（二）铜箔

铜箔两面分为光面和粗面，多数粗面是与树脂接触的一面，进行结合后于玻纤布进行粘合在一起；两面均涂有不同的合金层，起到抗氧化以及耐热的性能。分为：THE（高温延伸性铜箔）、RTF（反面处理铜箔）、VLP （超低菱线铜箔）、UTF（超薄铜箔）步使用，现在逐渐在使用降低粗糙面的粗糙度（Low Profile）的铜箔，这样可以使树脂更加均匀的涂覆在铜箔表面。铜箔的精细化粗化处理是铜箔的发展趋势，因为铜箔的粗糙度越低信号传输损失就越小。

（三）环氧树脂及填料体系

环氧树脂的特性：（1）、具有很强的内聚力，分子结构紧密；（2）、粘结性能优异；（3）、固化收缩率小，尺寸稳定，内应力小；（4）、工艺性

好，固化反应基本不产生低分子挥发物，配方设计灵活；（5）、介电性能好；（6）、稳定性好，储存不易变形。

铜箔基板常用环氧树脂：

（四）填料体系

随着覆铜板无铅无卤材料应用，填料已成为除树脂、玻纤布、铜箔以为的第四大原材料，填料的开发和应用越来越重要，对板材性能的影响越来越大，如板材的耐热性、阻燃性、加工性、吸水性热膨胀系数、介电常数等。无机填料已广泛用于覆铜板的性能改进，新品开发等方面。

填料的功能：降低成本、降低CTE（膨胀系数）、缓解材料内应力、提高材料的阻燃性和耐热性。常用填料有二氧化硅、氢氧化铝/氢氧化镁。

二氧化硅用来提高板材的耐热性，但硬度大加工性差，不易钻孔。基板常用SiO2分为直接粉碎、熔融以及球形SiO2。其中球形SiO2可以进行表面处理（即在表面涂覆一层处理剂），在树脂中起到缓衡内应力的作用。