BT树脂PCB为什么贵

BT树脂/玻纤布覆铜板一、概述随着PCB的轻薄化、多层化、基板安装元件的增多，特别是BGA、MCM等半导体安装技术的发展，要求其基板具有高Tg、高耐热性及低热膨胀率等，以提高板材互联与安装可靠性；同时随着通信技术的发展和计算处理速度的提高，基板的介电性能也开始备受人们关注，要求它们具有更低的介质常数和更低的介质损耗，以满足信号传输的速度及其效率。BT〔Bismaleimide-triazine〕树脂基覆铜板〔以下简称BT板〕因其具有很高的Tg、优秀的介电性能、低热膨胀率等性能，使其在当前逐渐流行的高密度互连〔HDI〕多层PCB和封装用基板中得到了较为广泛的应用。“BT是日本三菱瓦斯化学公司生产的一种树脂的化学商品名，该树脂是由双马来酰亚胺〔Bismaleimide,简称BMI〕与氟酸酯〔cyanateester简称CE〕树脂合成制得的。早在1972年，三菱瓦斯化学公司就开始了对BT树脂的研究，到1977年，BT板开始应用在芯片封装上，随后它们继续深入研究，到90年代末，已开发出了十几个品种，可制作出不同的产品，以满足不同的需求，如高性能覆铜板、芯片用载板、高频应用覆铜板、封装用BT树脂、涂树脂铜箔等等。该类板材目前在市场上的需求正日益增长，据日本JPCA在1999年对其国内玻璃布基板材各个品种销售额的调查结果说明，BT树脂基板材在销售额上仅次于FR-4板，达360亿日元之多。正因为BT树脂基板的重要性，它已列入世界上一些权威标准中，如IEC249-2-1994定为“No.18板,IPG4101-1997定为“3哦；MIL-S-13949H定为“GM板，JIS为此类产品制定的产品标准为JISC-6494-1994;我国国标GB/T4721-1992也定义它为“BT板。目前市场上的BT板以三菱瓦斯化学公司的产品为主导，近年来才开始有部分覆铜板厂家推出其BT板，如ISOLA、日立化成等。而在国内，BT板的工业化生产目前尚属空白，但随着电子工业的发展以及众多国外电子工业厂商在中国大陆投资建厂，使得高性能覆铜板在国内市场需求日增，目前国内已经有研究院所开始了对BT树脂的研究，如无锡化学工业研究院开发的BT树脂在性能上已到达了一定的水平、广东生益科技股份也开始对该类板材的研究。二、BT树脂BT树脂是由双马来酰亚胺(BMI)改性鼠酸酯树脂得到的，在第五节氟酸酯的改性中曾提到过。这里再做较为详细的介绍。.单体(1)双马来酰亚胺(BMI)双马来酰亚胺是以马来酰亚胺为活性端基的双官能团化合物，其化学结构通式图如下：（式中R叮力曲布族或看芳香族T%、电是氢基或说基）由于双键在邻位两个厥基的吸电子作用下成为贫电子键，因而双马来酰亚胺可通过双键与胺类、鼠尿酸和羟基等含活泼氢的化合物进行加成反应；同时，也可以与环氧树脂、含不饱和键化合物等发生共聚反应；在催化剂或热的作用下，也可以发生自聚反应。（2）氟酸酯氟酸酯的类型很多，有芳香族的、脂肪族的以及杂环结构的氟酸酯，其中芳香族型的氟酸酯应用较为广泛，它们一般都含有两个或两个以上氟酸酯基（-OCN）,其化学结构通式：氟酸酯在加热和催化剂的作用下，会发生三聚合反应，生成具有三嗪环网状结构的高聚物，称为氟酸酯树脂〔CE树脂〕，形成的三嗪环结构。O

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3氟酸酯基在热和催化剂的作用下，C-N键很容易断开，使之不仅能发生自聚反应，还可以与多种官能团如环氧基、双键、酸酎、氨基、酰氯等发生反应。.合成鼠酸酯与BMI的共混反应机理一般认为有两种，一种认为是BMI和氟酸酯共聚；另一种认为BMI与氟酸酯形成互穿网络体系，从而取得综合的性能。对于BT树脂，有人认为它是一种互穿网络体系，而更多的人认为它是共聚反应体系，如三菱瓦斯化学公司的BT机脂主要是由双酚A型二氧酸酯和二苯甲烷双马来酰亚胺共聚制得，其共聚反应机理如下：.BT树脂性能BT树脂结合了BMI和CE树脂的优异性能，它主要具有如下特性：⑴耐热性优异，玻璃化温度为为230—330C之间；⑵长期耐热性优异，长期耐热温度达160—230c；⑶耐热冲击性优异；⑷介电性能优异，介质常数〔el约为2.8-3.5,介质损耗角正切tan的为〔1.5-3.0〕X10-3⑸优异的电绝缘性能，即使在吸湿后，也能保持很高的绝缘电阻；⑹良好的耐离子迁移性等；⑺良好的机械特性；⑻尺寸稳定性好，固化收缩小；⑼熔融粘度低，浸润性好；(10)树脂形状在室温下由故体到固体都有，可用多种加工方法进行加工；(11)可溶于一般的溶剂，如MEK,NMP等；⑫可与多种其他化合物进行改性反应；⑬可在较低的温度进行固化；(14)可兼容传统的FR-4生产工艺。.BT树脂的种类BT树脂体系根据其配方中BMI和CE的品种、比例不同，以及反应程度不同，其形态

在室温下由低粘度液体到固体都有，表9-6-1和表9-6-2是三菱瓦斯化学公司生产的一系列有代表性的BT树脂及其溶液。««-4*|■知府忤我处身日丁科・朝■H爆血/r丁*«13jiW£C褶0■色畸IEK4WitmrotoJw、ton:MOdIM)-・),ZJ■色，伸〉「■井善・w1,^3"tniM弘-柏巴15INBTliaF]VI-TO的网l.W周刎,忖nmwK-70a2Ml.H品曲f■irm”W-?0晴MIrBmte]二加nwS21♦分，■.蝌例将AMMT1KI24CU»*401ZK♦・*n>ifv11HTiW如-W时工部|.27rWn)i心200-IM111■Nt色'Hl"总和二印岭110lJO位75工”:处”■里忤"lr,用时坤2U口13—约2HMrilIF1.2J4色1■分子■■♦♦■IkEUM1.21泰942■分看谯泉性的见■■杵篝及通*«**<.51；・♦・，■1♦叫・化・•r.HflOOOBTUftiST5II®imiisIH7II7而三、BT覆铜板三、BT覆铜板.胶液配制将BT树脂、其他树脂〔根据不同的产品要求添加所需的树脂组分〕、催化剂以及其他助剂，还有适量的溶剂〔可选择常用的丙酮、丁酮或NMP等〕混合搅拌，制成均匀的、具有一定浓度和粘度的胶液，并测试其技术指标，供下道工序作参考。其中催化剂的添加根据体系组成而定，如有些BT/EP体系就不用添加任何催化剂，体系就能在加热的情况下迅速反应完全。催化剂的种类很多，可以是LEWIS酸、质子酸、弱酸盐、金属竣酸盐、金属螯WjMI：KM：MLKAMLK♦HMl'MJMFK*MFK*、刈'NMKK4Mt.K*SM?MiNT如制HKm门妙外HT2IT0Ml.KT1IT«.与其他树脂的性能比较一般地，BT树脂与其他几种树脂的主要性能比较，见表9-6-3。霾事&&吞恻质的主要性偶比效耗等1rr唯比就tipf军)~~Tt)|HiWU制片性kpttlf>EP片的电忖第RTTF*PB>BT*tW>P»^W>W«+rFP*fi>EPWftX童・鼻filBttIt『翱幄超:利上线所>留秋节LW*fii>F下旭魅出**廿E：P用期>用熄料J-PHIJf>FH：Rli>Fltta>BTH»>rTF£H»合物等等，其中金属竣酸盐为最为常用的一种。以下是以BT2176树脂为主的典型胶液配方〔质量份〕：BT2176100三乙烯基二胺0.10正辛酸锌0.06配胶程序：用MEK溶剂将BT2176溶解成60%的溶液，然后加入催化剂正辛酸锌溶液，搅拌均匀后，将三乙烯基二胺溶液慢慢地逐渐加入，使胶液的凝胶化时间在300-330s(160C)之间。.上胶可使用传统的FR-4上胶设备来上胶，烘箱的温度、玻纤布的走速根据胶液的指标来定，经过烘箱后，树脂的溶剂大部分已挥发，树脂也部分地固化，得到称为B阶的半固化片。一般将它们裁剪成片状，到下一道工序层压成板材；也有收成卷，以半固化片出售。同时要测试半固化片的技术指标，一般包括树脂含量、流动度、凝胶化时间等。如对上述1.胶液配制中的胶水配方，其烘箱温度设定为130--150C,所得半固化片的凝胶化时间约50-60S、树脂量约43%---45%。.层压根据产品的要求，选择合适的铜箔和半固化片进行叠配，就可以推进层压机进行固化。相对于FR-4板，BT板的固化温度要高些、固化时间要长些，以到达最正确的固化程度；有些体系，可能需要进行后固化，以取得预期的性能。由于BT树脂预聚程度的不同以及其他添加组分对整个体系影响不一样，使其树脂体系在升温过程中的流动特性有时相差较大，所以层压过程的温升控制和压力控制变得十分重要，不同的体系需要有不同的层压程序，以防止流胶过大或树脂流动不充分。如对上述2.上胶中所得半固化片的压制条件如下：热板温度175c固化时压力2-6MPa固化时间60min。.板材性能BT板一般具有高耐热性、高电气绝缘性、优异介电性能以及良好的机械性能等等，如上述3.层压中压得的板材〔1板材的牌号为CCL-H800〕的性能，见表9-6-4。

表9ft4BTttiELHMM的一般性能菊H聚位处理条件性第垄电阻a「用SM*t13-74(w5K(11阵机电阻。*加C砧ZU5+D贴回徵IOH*曲电阻aC-96/2D/6S*D-M/40/90炉介电才敦UMH，＞。出厚Mb5tIJ4H加4d介质批死粕正切tlMHr)CQ(i/2OX65+D4W/fct)剌・强度(35ti)丸才WcmAu财良悻性AA3S0弋."事%:E24/5fi+D2i<230.14曲强度丸档MP*iA盘一境性(VLft)sJVEq用at化情变阻琥V一2JtBT板在高频特性与耐热性方面与其他板比较，见图9-6-6。»HX>1»zoodl/T£黄守**Mt二七段三*1_,EE।3MfMJOA-0.0-14荏特et力电件性时in厘的M盘盘用□**1BT板在高频特性与耐热性方面与其他板比较，见图9-6-6。»HX>1»zoodl/T£黄守**Mt二七段三*1_,EE।3MfMJOA-0.0-14荏特et力电件性时in厘的M盘盘用□**1I/tvy12外电怆编M*率勘抬小晌纯M)itni知*n2W)ij.it/X-EXWJimj(h*■«?\・融mi虞*4+蝇iWI.tOM)itni知*n2W)ij.it/X-EXWJimj(h*■«?\・融mi虞*4+蝇iWI.tOHltiRV；制的■一H.GMieli字中FA■朴Bl抬的用品出w-n施愕in-lmimm)diiirv."=1*/・：费・事要型I睥号CILHLt*却射JH板CCLHLX骁用HI(Tl.HIJtmF国CCLiiBAKNHtrLMLSlIKt[cCL-HLMmtfG5.种类及应用为了满足不同要求，可以通过改性方法对BT树脂进行改性，如用环氧树脂改性BT树脂来降低其成本及改善工艺操作性；PPE树脂改性BT树脂来取得更低的介质常数等等，所以不同配方的BT板具有某方面较为突出的性能，如三菱瓦斯化学公司已开发了一系列BT板中就有高频应用的、封装基板应用的、多层板应用的产品等，各品种的牌号及其应用范围见表9-6-5。ftq小・$自料住丁植的性处及其应用范围性能&K应用茶聚]忧鼻的BfPCI怪魏佳倭09AICAF般:■然性-卜分也曾・舄于於人和优秀的■汽I件能.优甑的耐匚苴卜V和品蝌将性；十分造合麻用fUGA4■底也可仪面•克里好的或厘他力常光鹏的丧曲甲触度.捱道合干£第川迷JJJej即以1*如硬”的"境知非帝吒情的泼面平住直，很适合于7生M用达，津仔的耐BH不含彼、■博I懵利■司激此站孔低保电常妣、低力地拙凫.迷雷丁务鞘必用物叼使用2帖孔」_£值介电塞航.亚介陆风住，道今于拓国应明如程装题旺的价格四、标准化其中PCBT板作为高性能的覆铜板之一，其中PC标准中的IPC-4101/30是关于以BT树脂为主要组分、环氧树脂为添加组分、以澳作为阻燃剂的E玻纤布基覆铜板的标准，现摘录如表9-6-6。羹堀(XL.IILUZOftCCLIILS20WCTI.Him(VLHLH10口打葛K»J「作祖度很打的耐I：闻W应用在COB在此板.博质撮上高财班性、鸟。下修促拉假烟的里度.还用于的剂的E玻纤布基覆铜板的标准，现摘录如表9-6-6。羹堀(XL.IILUZOftCCLIILS20WCTI.Him(VLHLH10口打葛K»J「作祖度很打的耐I：闻W应用在COB在此板.博质撮上高财班性、鸟。下修促拉假烟的里度.还用于的It'k:盘反射可见丸和红LE口才闿可很好地履酎较慨流快的光.如戴光站会用在芯片上的LKD枇等的耐熬性冏高?汉移也.玷合做IC卡倒CML等优餐的耐热性阍禺子建科情.适病做ICI-MOIL和学层KK<20曲层看他町tfCCLWI.W70(XLLVLHL^50k(KK)QI.HL9SIK(SK)CLLHUSMKfSW优得的介电性舱.但站空啦人建段其瓶件.以及岛男用HB等优养的介电性能『很适合做天蜿及其配件।以&富整用rce・低介电总数filfl■里恻用前正切圆融较眦附价格祇介皖割柜，由翟做双顺或与制品稳用PO1旭介就相礼.祠英m*启版，低热售服豪敷和可阳激九钻孔五、市场当前封装技术的发展，电子设备工作频率的提高以及将为高性能的BT板提供更为广泛的时机。PCB制作工艺的日新月异等，都1.封装技术的发展传统半导体封装产品：QFP(QuadFlatPackage)>DIP(DualInlinePackage)和SOP(SmalOutlinePackage）等是将芯片粘着在金属导线架上，再以金线连接芯片上的铝质垫片(AIPad)与导线架接脚。但随着芯片接脚数的增加和功率需求的不断提高,使用有机基板配合金线连接或内引脚〔ILB〕方式连接的PBGA(PlasticBallGridArray)、EBGA(En-hancedBGA〕及TAB等封装方式日益兴起，同时随着通讯与携带型产品对元件体积要求小型化，许多新型技术如FC、CSP、WLSCP（WSCSP）、多晶片模组（MCM）及三元裸芯片等封装也逐渐得到应用。在中国大陆，随着其电子行业的发展，IC的生产与市场需求也正与日俱增，见表9-6-7cftQ&71^5-MftO年IC产糖供需■2O4IS和2010年摘落■年份1W51996H97l叫819992(MW20产*tn35M\4A2173翌用250ric产量成收率1M.7Wj.322,S32.3九1支而所需求量/忆片721001却1W1HO34小扬成长率/沿3a202520H忙蜡价值总为，亿元204川3都4d跖523市场仍值成帐率则t394K151982Q1J可见，BT树脂作为主要的封装基板之一，因其有着优秀的综合性能，将会在未来的封装领域得到更为广泛的应用。.高频化通信技术和信息处理技术的发展，使其工作频率不断地提高。如移动的制式，由最初的GSM〔800-1800MHz〕模式，发展到当前的蓝芽技术〔2.400--2.497GHz〕；PC机的CPU处理器的工作频率由90年代初的20--30MHz发展到现在接近1GHz;还有各种数字化通信的涌现等等。这些领域将对板材的高频特性提出更高的要求。.无铅焊技术的发展随着全球环保呼声的日益高涨，PCB制造工艺中使用无铅焊技术将逐渐成为主流，与之相关联的更高温回流焊将对基板提出更高的耐热