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PCB用层间绝缘膜和高功能玻纤布
蔡积庆
【摘要】概述了PCB使用的层间绝缘膜和高功能玻璃布。%ThispaperdescribesPCBusedLayerinsulationfilmandhighfunctionglasscloth.
【期刊名称】《印制电路信息》
【年(卷),期】2023(000)012
【总页数】7页(P26-31,44)
【关键词】层间绝缘膜;高功能玻纤布
【作者】蔡积庆
【作者单位】江苏南京,210018
【正文语种】中文
【中图分类】TN41
PCB用层间绝缘膜
依据Moor法则,半导体的集成度在今后的18~24个月将会倍增。随着半导体集成度的提高,成为芯片“托盘”的半导体封装基板也要求形形色色的高功能化和高集成化。日本味の素ファィンテグ(株)于1998年上市销售的薄膜状层间绝缘材料“ABF〔AjinomotoBuild-upFilm〕”,用作倒芯片安装用的半导体封装基板的层间绝缘材料。为了适应半导体的高集成化,ABF还进展了各种改进。诸如适应微细线路形成的“低粗度化”,适应高密度层间连接牢靠性要求的“低CTE化”
和适应高频的“低介质损失化。”
ABF的根本构成和使用方法
ABF是由根底的PET〔聚酯薄膜〕〔38μm〕,以环氧树脂等热硬化性树脂为主要成分的树脂组成物和保护膜的OPP〔单向拉伸聚丙烯薄膜〕〔15μm〕组成的
3层构造,如图1所示。内层板的基层使用专用的层压机。进展规定的热固化以后,形成激光盲导通孔,承受去沾污和电镀处理形成线路,重复上述工程形成多层化。在半导体封装板状况下,大多数要求形成微细线路,因此可以承受半加成法。
图1ABF的构成
下一代层间绝缘材料的性能要求
旨在形成微细线路的低粗度化
半加成法是微细线路广泛使用的方法。作为电镀时的供电层,粗化ABF以后施行化学镀,但是依据镀层与ABF的附着性观点,期望去沾污以后的ABF外表积粗度
大一些。另一方面,电镀以后进展闪蚀刻〔FlashEtching〕时,假设外表粗度大,就会延长涂去化学镀层的时间,线路形成就会变细,如图2所示。因此为了形成
更加微细的线路,要求实现确保附着性和ABF外表粗度小这种相反的性能。图2树脂外表粗度不同产生的闪蚀刻以后的线路外形
实现高密度层间连接牢靠性的低CTE化
由于ABF是热固化性树脂,因而电路的层间连接承受激光加工形成盲导通孔。随着电路密度的提高,导通孔趋向于小径化,但是这样会缩小与焊盘的连接面积,热
循环或者元件安装中的再流焊时生怕会招致连接不良。因此要求降低ABF的CTE。此外去沾污时导通孔底部的树脂残渣清洁性也是指标之一。
适应高频需要的低介质损失化
半导体的高性能化不仅要求提高集成密度而且要求提高处理速度。因此近年来不仅芯片内部而且PCB内部也流过GHL带的高频信号,要求绝缘材料适应高频的低介
质损失。高频电信号流淌时,假设绝缘材料的介质损失大,电能转换成热能,不仅
电信号损失而且发热也大。因此绝缘材料低介质损失化成为必要,它关系到节能的需要。
适合下一代需要的ABF
现在主要使用“ABF-GX13”,但是进展上述3项性能提高时,不仅导入传统的
“环氧/酚醛”硬化体系而且还导入了的“环氧/氰酸酯”硬化体系。表1表示了ABF的硬化的特性。
ABF-GX92
ABF-GX92与GX13同样,承受传统的“环氧/酚醛”硬化体系,适应低粗度化和低CTE化要求。由于承受了提高疏水性的树脂,抑制了去沾污时的蚀刻量,从而可以实现低粗度化。另一方面,变更高分子成分以提高延长率,即使低粗度化也不会降低镀层附着性。与GX13〔Ra:650μm〕相比,G92的粗度Ra约为GX13的1/2〔R:350μm〕,可以缩短线路形成时闪蚀刻的时间。此外,GX92的CTE也由GX13的46×10-6降低15%,到达39×10-6。
表1ABF的硬化物特性
ABF-GZ22
GZ22不是传统的“环氧/酚醛”固化体系,而是承受“环氧/氰酸盐〔Yanate〕”固化体系的绝缘材料。在环氧酚醛系中,固化反响时生成二级羧基,由于这种羧基的极性高而难以降低介质损失角正切。在环氧与氰酸盐树脂的组合中:〔1〕利用氰酸盐树脂的3量化生成三嗪〔Triazine〕环;〔2〕利用环氧树脂与氰酸酯树脂的反响引起额恶唑啉〔Oxazoline〕的生成。图3表示了GX和G2系列的固化体系。由于三嗪环的极性是比较低于恶唑啉环的构造,可以降低固化物的介质损失角正切。利用空腔谐振法与GHz的GZ22的介质损失角正切为0.001,比G
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