高密度互连用环氧树脂基覆铜板体系成型工艺的研究

作     者：李雪 

作者单位：苏州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：梁国正

授予年度：2011年

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：高密度互联 覆铜板 多次压合 流变 

摘      要：随着电子和电气设备向轻薄短小、多功能化和智能化方向发展以及电子封装技术的不断进步,以导通孔微小化、导线精细化和介质层薄型化为技术特征的高密度互连印制线路板（HDI）产品迅速兴起,并逐步成为新一代印制线路板的主流。HDI板通常采用积层法（build-up）制造,即以双层或四层板为基础的核心基板的外层逐次增加绝缘层及导电层,最终实现多层结构的功能。目前,FR-4型环氧玻纤布基超薄型覆铜板（Copper Clad Laminate）已成为HDI板用基材的主流。HDI板制作的过程,也是板材在高温高压下多次压合的过程。随着积层次数的增加,HDI板的层压次数进一步增加,这对覆铜板基板提出了愈加苛刻的耐热性和热稳定性要求。 FR-4型覆铜板（CCL）是将电子级玻璃纤维布浸以阻燃型环氧树脂胶,一面或两面覆以铜箔,经热压而成的一种板状材料。覆铜板行业通常使用双氰胺（DICY）作为环氧树脂的潜伏型固化剂,随着“无铅化（Lead-free）时代的来临和高密度互连技术的广泛使用,传统的DICY固化体系的耐热性能和热稳定性能已不能满足无铅焊接和多次压合的要求。因此,引入分子结构中含有较多芳香核而具有较高的耐热性能的线性酚醛树脂（PN）作为固化剂逐渐成为主流。 本文采用多次压合的方式模拟HDI板的制作过程,对比研究了DICY和PN两种典型固化体系环氧玻纤布基覆铜板的耐热性、耐湿热性、电性能和力学性能随压合次数的变化。通过分析树脂固化物的组成结构与耐热老化性能之间的关联性,指出酚醛固化环氧树脂加填料的配方体系是满足无铅化制程下高阶HDI PCB的技术方向。 为进一步了解PN-Curing（filler）体系加工工艺性,本文采用热分析法和旋转流变仪对比研究了DICY和PN为固化剂的环氧树脂体系的固化行为和化学流变特性,求出了固化动力学参数和动态化学流变模型,同时考察了填料对PN/环氧固化体系流变特性的影响,并据此优化了PN固化体系的层压加工参数。