在電路板次外層加工前,次外層的埋孔需要依靠壓合時的半固化片與RCC(Resin Coated Copper涂樹脂銅箔)來填充,由于半固化片或RCC中的樹脂含量有限,當(dāng)遇到內(nèi)層芯板較厚、孔徑較大、埋孔較多等情況下,半固化片或RCC在填充的同時會留下凹痕。
這種凹痕會對后續(xù)加工產(chǎn)生較大影響:一方面外層走線如果經(jīng)過凹陷處會造成線路缺口短路等缺陷;另一方面如果平面不平整,會導(dǎo)致介質(zhì)層厚度不均勻而影響阻抗,從而影響信號傳輸?shù)耐暾?。因此,各個線路板內(nèi)層埋孔通常要求完全填滿研磨平整以增加外層的布線面積。
高速塞孔樹脂需具有以下特性:高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Hi-Tg)、低熱膨脹系數(shù)(Low-CTE)、低吸水率、低收縮率、低介電常數(shù)、容易研磨等。
一、塞孔樹脂固化后的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)
由于塞孔油墨填充在孔當(dāng)中,受熱情況時,對于x、y方向不明顯,在z方向樹脂的熱膨脹效應(yīng)較明顯。因此,HDI通常要求塞孔樹脂固化后的Tg大于FR-4介質(zhì)材料的Tg,PCB行業(yè)要求140℃以上。
BTH-8000系列塞孔樹脂固化后,使用TMA法測試此系列Tg值處于165.67℃~176.31℃之間如表1,當(dāng)前同類塞孔樹脂固化后的Tg值大都介于(110~170)℃,因此BTH-8000系列塞孔樹脂在同類產(chǎn)品中屬于高Tg值產(chǎn)品,完全適用于HDI板的耐熱性要求。
二、塞孔樹脂的線性熱膨脹系數(shù)(CTE)
從材料方面來說,由于HDI介質(zhì)層薄的特點,如果材料的CTE過高,往往會發(fā)生分層或龜裂現(xiàn)象,尤其在回流焊之后的埋孔密集區(qū)域會有非常明顯的不同程度的凸起,最終會導(dǎo)致內(nèi)部裂紋和分層。因此塞孔樹脂與介質(zhì)材料都宜選用較低CTE的無鉛材料,且要求與層壓的RCC或FR-4的樹脂以及孔壁銅能夠相匹配。
當(dāng)溫度低于玻璃化溫度Tg時,材料處于玻璃態(tài),此時的熱膨脹系數(shù)(CTE)為1;而當(dāng)溫度高于玻璃化溫度Tg時,材料處于高彈態(tài),此時的熱膨脹系數(shù)(CTE)為2。通常行業(yè)取1,且要求CTE<0.005%。因為高于Tg值的熱膨脹系數(shù)2變化較大,且不同產(chǎn)品的Tg值差別較大,不具有比較性。
BTH-8000系列塞孔樹脂使用TMA法測試1處于0.00327%~0.003883%之間如表1,當(dāng)前同類產(chǎn)品中1處于0.0025%~0.0055%之間,從數(shù)據(jù)就可以看出BTH-8000系列塞孔樹脂在同類產(chǎn)品中屬于較低熱膨脹系數(shù)產(chǎn)品,能夠與HDI的介質(zhì)材料匹配良好。
三、塞孔樹脂的介電常數(shù)與損耗因子
高速PCB的損耗要盡可能小,這就要求HDI中介質(zhì)材料介電常數(shù)與損耗因子必須盡可能小且很穩(wěn)定。因為信號的傳送速率與材料介電常數(shù)的平方根成反比,高介電常數(shù)容易造成信號傳輸延遲。而損耗因子越小,即信號傳輸過程中信號損失小。因此,高頻HDI板要求塞孔樹脂也要具有低介電常數(shù)與低的損耗因子。
BTH-8000系列塞孔樹脂檢測介電常數(shù)與損耗因子如表-1所示,其介電常數(shù)3.65~3.92之間,同類主流產(chǎn)品介電常數(shù)通常是大于4.50;BTH-8000系列塞孔樹脂損耗因子0.0089~0.0104之間,同類產(chǎn)品損耗因子一般大于0.0090。從數(shù)據(jù)可以看出BTH-8000系列屬于低介電常數(shù)、低損耗因子的塞孔樹脂,完全符合高頻信號傳輸?shù)腍DI板對材料低介電常數(shù)、低損耗因子的性能要求。
四、塞孔樹脂的體積電阻率與介電強度
體積電阻率主要取決于材料的組成與結(jié)構(gòu),塞孔樹脂的體積電阻率越大說明材料的絕緣性越好。介電強度是指在強電場作用下,電介質(zhì)喪失電絕緣能力的特性。體積電阻率與介電強度越高說明材料在高頻、高壓電氣環(huán)境下的穩(wěn)定性就越好,即電氣性能優(yōu)異。
BTH-8000系列塞孔樹脂經(jīng)過檢測,固化后其體積電阻率高達1.03×10e16Ω·cm,介電強度達到18.56 kV/mm,充分表明了BTH-8000系列塞孔樹脂固化體系具有良好的絕緣性能。當(dāng)前市場上同類產(chǎn)品的體積電阻率大概在4.9×10e13Ω·cm左右,BTH-8000系列塞孔樹脂良好的絕緣性能完全超越進口產(chǎn)品的性能,完全符合HDI板對塞孔樹脂絕緣性要求。
五、塞孔樹脂的吸水率
吸水率是表示材料在正常大氣壓下吸水程度的物理量,通常用百分率來表示。在PCB行業(yè)中都認(rèn)同吸潮是導(dǎo)致爆板的原因之一。同時,潮濕環(huán)境下吸水率高,會使材料極性增加而提高材料的表面導(dǎo)電性,由此使得材料的介電常數(shù)與損耗因子都會增加,從而影響高頻信號的正常傳輸。而各種PCB產(chǎn)品在加工或者使用過程中經(jīng)常處于高溫、高濕度環(huán)境中,因此要求應(yīng)用于HDI板中的塞孔樹脂也要具有低的吸水率,以保證產(chǎn)品性能穩(wěn)定以及信號傳輸完整。
當(dāng)前PCB行業(yè)同類塞孔樹脂的吸水率處于0.15%~0.70%之間,而BTH-8000系列塞孔樹脂由于使用復(fù)合型環(huán)氧樹脂同時添加了納米組分以及合適的無機填料,吸水率處于0.13%~0.14%之間。因此BTH-8000系列塞孔樹脂的吸水率在同類塞孔樹脂中屬于優(yōu)異產(chǎn)品,完全能夠保證HDI對材料低吸水率性能要求。