世界覆铜板新品种新技术赏析(2)——松下电工兼容无铅焊接的高耐热低介质损耗的PCB基板材料R-2125.pdf
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1、一铜箔与层压板 0 1 I 1 l j 世界覆铜板新 品种新技术赏析 ( 2) 一一 松下电工兼容无铅焊接 的高耐热低介 质损耗的 P C B基板材料 R 一 2 1 2 5 张 家亮 ( 南美覆铜板厂有限公司,广东 佛 山 5 2 8 2 3 1 ) 摘要 文章介绍了松下电工P c B 基板材料的发展战略,分析 了最新推出的R - 2 1 2 5 的树脂体系设计与特点,同时综 述 了R - 2 1 2 5 的诸多性 能。 关键词 松下电工 :发展 ;基板材料 ;R 一 2 1 2 5 中图分类号 : T N 4 1 文献标 识码 :A 文章编号 :1 0 0 9 “ 0 0 9 6( 2 0
2、 0 9)1 - 0 0 2 5 0 7 An a l y s i s o f Ne w Va r i e t y a n d Te c h n o l o g y o f Co p p e r Cl a d L a mi n a t e s r l d wi d e ( 2 ) m Im m m Hi g h He a t Re s i s t a n c e a n d Lo w Di e l e c t r i c Lo s s PCB M a t e r i a l R 2 1 2 5 o f M a t s u s h i t a E l e c t r i c Wo r k s C
3、o mp a t i b l e f o r L e a d - F r e e S o l d e r i n g ZHANG J i a l i a n g Ab s t r a c t I n t h e p a p e r , d e v e l o p me n t s t r a t a g e m o f P CB s u b s t r a t e ma t e ria l o f M a t s u s h i t a e l e c t r i c wo r k s ,Lt d wa s i n t r o d u c e d Re s i n s y s t e m d
4、e s i g n a nd c ha r a c t e ris t i c o f the n e we s t t y p e R一 21 2 5 we r e a n a l y z e d At the s a me a g r e a t d e a l o f p e r f o r ma n c e of R 21 2 5 we r e rev i e we d Ke y wor d s mat su s h i t a e l ec t r i c wor k s , L t d : de v el o pme n t ; s ub s t r a t e mat e r i
5、 al ; R 21 2 5 ( )前言 根据 2 0 0 8年 P r i s ma r k的统计,2 0 0 7年全球 CC L 总销售额 8 9亿美元 ,其 中松下电: 公司 电子基材事 业部 ( 下简称松下 电工 )为 7 7 2亿, 占8 6 ,名 列全球第三位 。2 0 0 7年 以来,松下电工 向市场推 出 了几种新的板材,其中高可靠性环氧 玻璃纤维多层 P C B用基板材料 R 2 1 2 5很有特色,笔者特作介绍。 1 松 下电工发展 战略 松下电 1 : 在H本国内的主要 C C L生产J 有郡 山 工厂和 四日市工厂,在中国设在中国台湾 、苏州利 P r i n t e
6、d Ci r c u it i n f o r ma t i o n印制电路信息 2 0 0 9 N o 1 Co p p e r F o i l ; 【 L a mi n a t e一 : - 广 州 ,在 欧洲 也 有分 公 司 ( 1) 。 当前 世 界 半 导体封装 、 网络 产 品、汽车 电子产 品在不 断的发 展,松下 电工制定了三大发展战略 :存 C C L品质保 证上 ,达到和保 持世界第 ;存 CCL新产 品、新 技术方面,达 到和f 杲持世 界领先 的地位 :以分 在 世界各个 生产基 地为基础 ,发展全 球化 的供戍体 系 。在产 品的 品质 、技 术 、市场三 个方面
7、,确 定 了松下 电 I : 在未来的发展 目标 。同时重点发展二大 系列产 品:无卤化、高 空 、高 口 丁 靠性 的 “ GX”型 系列 C C L及其多层板基材 ( 主要用于数字家电、携 带型电子产品) ,如 R。 1 5 1 5 B、R 1 5 1 5 T、R一 1 5 1 5 S : 高 、低热膨胀、环氧型的 “ H I P E R”系列C C L及 其多层板基材 ( 主要用于网络电子设备、汽车电子产 品、适 应 兀幸 f 焊 接 的数字 家 电 )( 图 2、 图 3) ; 低 介电常数 、高刚性、高耐热性 、薄型化 P P E 型 或者环氧改性 P P E型的 “ MEGTRON
8、”系列 ( 主 要用于半导体封装载板 ) 。松下 电 Il 产品系列及其 应 用范 围见表 1 。 松下电 的HI P ER系列和 MEGT RON系列产 品重点 针对汽 车 电_了与 网络 设备 、测 量仪器 ,直 ( D S C ) T g = C - 5 0 C T g = 7 0 C( 高一 : 新高一 低 低 标准 低c T E CTE Df 标准 无卤 低 C TE 工厂 R 1 7 6 6 R 1 7 5 5 C R 1 7 6 6 R l 7 R1 7 5 5 R1 7 5 5 S R1 7 5 5 T R 1 7 5 5 V R 2 1 2 5 郡 l o o o o o o
9、 o 汁 划 中 ( 13 本 ) o ”埘中 台 湾 o o O O o 广州 O o O o 计划中 计 划中 计划中 苏 州 o o r 计 忡 计划巾 欧 洲 o O 图 1 松下电工不 同分公司的产 品 : 图2 松下电工基板 HI P E R系列和ME G T R ON系列的特点和应用 。 P r i n t e d Ci r c u i t I n f o r ma t i o n印制 电路信息 2 0 0 9 N o , ; : 铜 箔 与 层 压 板 ; ; ; ; ; ; ” Co p p e r F o i l & L a mi n a t e l g 图3 高 T q
10、H I P E R系列性能特点 表 1 松下电工产品系列及其应用范围 接 因应 终 端产 品 的需 求 ,提 高 P C B 板材 的 耐热 性 、耐 CAF性 、通 孔可靠性 以及 高速 高频 应用 性 能【 1 】 。 2 R一 2 1 2 5的树脂体 系设计与特 点 2 1 R 一 2 1 2 5的树脂体系设计 用作为网络设备等的 P C B基板材料,要求在减 少介质 损失的 同时 ,还要改善加工性 、耐 CAF性 能 以及耐热性 。通过 从众多资料 的蛛丝 马迹 分析 , 笔者研判松下 电工研 发者采用 的两个主 要方法 : ( 1)在 主树脂 方面采 用 了分 子 问结合力 强 的
11、环氧树脂,同时在 它的树脂分子结构中 ,减少 了羟 基等极性分子或减 少了活性官能团结构。 因此所 制 的摹板材料提高了成形加工性 、耐 C AF性能以及耐 热 性 ,实现 了低 介 质损 耗性 。 ( 2)为 了降低板 的热膨胀 系数 ,在树脂 组成 中还添 加 了无机填料 ,并且还优化 了无机填料的种 类 、 形状 、尺 寸 ( 粒 径 大 小 )和 添 加 量 , 从 而 改善了无机填料在树脂组成 中的分散均匀性,获得 了 良好的树脂流动性,并在 P C B钻孔加工中降低了 钻 头 的磨耗程 度 。 2 2 R 一 2 1 2 5的特点 从 图4可以发现 ,R 2 1 2 5的热可靠性在
12、 HI P E R P r i n t e d C i r c u it I n f o r ma t i o n印制电路信息 2 0 0 9 N o I 0 2 7 箔 与层 压 板; ; ; ; 国国国国 2 8 1 Co p p e r F o i l L ami n a t e ! 系列居首何,比ME GT RON6略差 ,R 2 l 2 5的电性 能也存 HI P E R系列居 伉,但 也比ME GT RON6差 , 其性 能定何在比较优秀的 电性能 与热 叮靠件的档 次 上,从这 也 可以看出环氧 系和 PPE系的性能差 别。从 5口 r 见,R 2 1 2 5的电性能 与多层加
13、I : 能力 ( 即适合 于高 厚度 的 PCB lJ J 几 也相 当优 异 。 揣 綦 雏 酿 日 睦 400 r d 朽 T m- , 7 1 35 0 Td , 竺 匦 圃 R 1 7 66 T J 强 嚣 喇 。 低速 3 1 2 5 Gb p s 5 0 Gb p s l 0 Gb p s 更高 电性能 图4 松下电工不同型号板材的电性能与热可靠性 登 莲 量 图5 松下电工不同型号板材的电性能与多层加工能力 R 2 1 2 5的特点如下: ( 1 )低介质损耗角 f l 切,Df为 O Ol( 1 GHz) 。 ( 2)良好 的耐 热性 ,兼 容 兀 钳焊 料 。 ( 3 ) 与
14、松下电 的传统高 Tg F R一 4相比,热分 解温度约 高 8 0 。 ( 4)优 异 的耐 c A F件 能 。 ( 5 )优异 的通孔 町靠忡, 与松下 电 I 的传统高 T g F R一 4相 比,CT E约低 4 0 。 R 2l 2 5主 要 用存 络设备 ( “ 务器 、路 由 器 )和测 量仪 等产 品 中 。 3 l 一 2 l 2 5的基本性肯 巳 闲为R 2 1 2 5的 Z CT E达 3 3 l 0 一 ,所 以对 多层或厚 P C B具有史高的通孔町靠性,R 2 1 2 5的 : ( 热分 解温度 )达到 3 8 0,能够承受无铅焊接 的 : 高再流温度要求,适麻更
15、高层数 P C B,D f( 1 GH z ) 。:。 P r i n t e d Ci r c u i t I n f o r ma t i o n印制 电路信息 N o , 为 0 0 1 0 ,能够实现更高数据传输速度和更高传输容 量 应 用(农 2)。 表 2 板材通用性能 注: 测试样 品厚度:1 6 m m 3 1 传输损失和介电性能 信号传输损失就是信号在传输过程中,部分信 号转化为热能并损 失到介 电层中去,如果信号传输 损 失大 ,说明传输的信号变弱 ,会影响信号传输 之 完整性 ,导致话音不清 晰或 图像 失真等现 象 。 根据松下电 Hi r o a k i F u j
16、i wa r a i 1 发表的文献,传 输损失 ( ): 导体损 失 ( )+介质损失 ( ) 。 b -t ,+ b - t + ( b - t) 跏 ( 竿)+ B t ) I 、 f J 其 中 : n , 舢 5 85 - 3 2 4 ) l 式 中 :Z。 一 阻 抗 ; R S一农 电阻 ; r 一一介 电常数; t a n 6一一 介质损耗角 切: 九 。 一波长 ; ,一 一 频 率( H z) ; 铜 箔 与层 压 板 ; ; ; ; ; : Co p p e r F o i l L a mi n a t e 3 3 R 一 2 1 2 5 的通孑 L 可靠性 对于通讯、
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