近年來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對用于覆銅板的環(huán)氧樹脂提出了更多、更新的要求，主要有以下幾個方面。

    1.高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）

    Tg是反映環(huán)氧樹脂基體隨溫度升降而產(chǎn)生的一種物理變化。在常溫時，基體是剛性的“玻璃態(tài)”。當(dāng)溫度升高到某一個區(qū)域時，基體將由“玻璃態(tài)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤案邚棏B(tài)”。此時的溫度稱為該基體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）。換句話說，Tg是基體保持剛性的最高溫度（℃）?；w的Tg取決于所采用的樹脂。傳統(tǒng)的FR-4覆銅板是采用二官能的溴化雙酚A型環(huán)氧樹脂。Tg一般為130℃左右。為了提高基體的Tg，目前行業(yè)中多數(shù)采用諾伏拉克環(huán)氧樹脂。由于諾伏拉克環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中含有2個以上的環(huán)氧基，固化物交聯(lián)密度高，Tg相應(yīng)提高?；w的耐熱性、耐化學(xué)性以及尺寸穩(wěn)定性等相應(yīng)地得到改善。諾伏拉克環(huán)氧樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)，如圖5-19所示。

 

 

    圖中  R=H，樹脂為苯酚諾伏拉克環(huán)氧樹脂，R=CH₃，樹脂為甲酚諾伏拉克環(huán)氧樹脂。

    諾伏拉克環(huán)氧樹脂，由于結(jié)構(gòu)含有多環(huán)氧基，基體的耐熱性等性能會有明顯提高。但是，產(chǎn)品脆性較大，粘合性較差。在環(huán)氧樹脂覆銅板生產(chǎn)中一般不單獨(dú)使用，而是與雙酚A型環(huán)氧樹脂配合使用。諾伏拉克環(huán)氧樹脂的使用量一般為環(huán)氧樹脂總量的20%～30%。諾伏拉克環(huán)氧樹脂的特性，如表5-37所示。

 

 

    實(shí)踐證明，在諾伏拉克環(huán)氧樹脂中，選用雙酚A諾伏拉克環(huán)氧樹脂可以獲得更佳的綜合效果。

    2.阻擋紫外光（UV）和自動光學(xué)檢測（AOI）功能

    （1）阻擋UV   隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，印制電路高精度、高密度化，在雙而印制板和多層印制板的制造過程中，廣泛采用液體光敏阻焊劑和兩面同時暴光的新工藝。由于紫外光（UV）可以穿透基板，兩面的線路圖形相互干擾，出現(xiàn)重影（GHOST IMAGE），造成廢品。為了避免出現(xiàn)重影，基體用的環(huán)氧樹脂必須具有阻擋紫外光（UV blocking）的功能。目前，行業(yè)中一般的做法是，在環(huán)氧樹脂體系中添加四官能基環(huán)氧樹脂或UV吸收劑，利用其本身具備熒光發(fā)色團(tuán)性質(zhì)，吸收UV光，達(dá)到阻擋的效果。四百能環(huán)氧樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)，如圖5-20所示。

 

 

    1995年，我國成功地開發(fā)了具有阻擋UV和AOI功能的環(huán)氧樹脂覆鋼板，同時還開發(fā)了相應(yīng)的檢測方法和檢測儀器。該檢測方法已被國際電工委員會（1EC）所確認(rèn)，標(biāo)準(zhǔn)號為IECll89—2C11。

    阻擋UV的檢測方法，原理如圖5-21所示。

    UV透過率檢測儀，由UV光源和UV光量計(jì)組成。通過光量計(jì)分別測定無試樣和有試樣條件下的光能量，計(jì)算相應(yīng)的UV透過率。

K=（b/d）×100%

    式中   K———UV透過率；

          a———無試樣的光能量；

          b———有試樣的光能量。

 

 

    根據(jù)UV透過率的大小評判基體阻擋UV功能的優(yōu)劣。透過率大，說明基體對UV的阻擋性差。透過率小，說明基體對UV的阻擋性好。基體的UV透過率若在1%以下，基本上可以滿足使用要求。

    （2）AOI功能   在印制線路板品質(zhì)檢查工作中，隨著產(chǎn)量擴(kuò)大和線路高密度化，采用傳統(tǒng)的人工檢查的方法已經(jīng)不能適應(yīng)了。目前，一些較大的企業(yè)，廣泛采用自動光學(xué)檢測（AOI）的新技術(shù)。要求基板中的環(huán)氧樹脂必須具備AOI功能。AOI儀器是采用氬激光作光源，基板中的環(huán)氧樹脂必須能吸收氬激光、并激發(fā)出較低能量的熒光，通過測定基板上的熒光，實(shí)現(xiàn)對印制線路板外觀缺陷的自動光學(xué)檢測。

    3.低介電常數(shù)

    近年來，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，信息處理和信息傳播的高速化，迫切希望提：供一種可滿足高頻條件下使用的低介電常數(shù)的覆銅板。在高頻線路中，頻率一般都超過300MHz。在高頻線路中，信號傳播速度與基體的介電常數(shù)有關(guān)，其關(guān)系式如下：

V=K₁·C/ε

    式中  V———信號傳播速度；

          K1———常數(shù)；

          C———光速；

          ε———基板的介電常數(shù)。

    上式表明，基體的介電常數(shù)越低，信號的傳播速度越快。要實(shí)現(xiàn)信號的高速傳播，就必須選用低介電常數(shù)的板材。

    另外，基體在電場的作用下，由于發(fā)熱而消耗能量，使高頻信號傳播效率下降，其關(guān)系如下：

P_L=K₂·f·tanδ

    式中  P_L———信號傳播損失；

    K₂————常數(shù)；

    f———頻率；

    tanδ———基體的介電損耗角正切。

    上式表明，基體的tanδ小，信號的傳播損失相應(yīng)小。由此可見，作為高頻線路用的覆銅板，必須選用低介電常數(shù)和低介電損耗角正切的樹脂。但是，目前FR-4覆銅板用的環(huán)氧樹脂介電常數(shù)偏高，滿足高頻線路的使用有困難。幾種樹脂的介電常數(shù)對比如表5-38所示。

    在高頻線路中，多數(shù)采用聚四氟乙烯。聚四氟乙烯具有優(yōu)秀的介電性能，但與環(huán)氧樹脂相比存在以下缺點(diǎn)：

    （1）加工性差。

    （2）綜合性能欠佳。

    （3）成本高。

 

 

    環(huán)氧樹脂雖然介電常數(shù)和介電損耗角正切偏高，但具有加工性好，綜合性能優(yōu)秀，價格適宜，貨源充足等優(yōu)點(diǎn)。若采用改性的方法，在環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中引入極性小、體積大的基團(tuán)，降低固化物中極性基團(tuán)的含量，可使樹脂的介電性能得到改善。改性后的環(huán)氧樹脂有可能成為一種成本效益理想的高頻材料。

    4.RCC

    積層法多層板（Build-up Multilayer，縮寫B(tài)UM）是近幾年發(fā)展起來的、用于制造高密度、小孔徑多層印制線路板的一項(xiàng)新技術(shù)。隨著BUM的迅速發(fā)展，作為其主要材料的涂樹脂銅箔（Resin CoatedCopper Foil，縮寫RCC）得到了相應(yīng)的發(fā)展。

    （1）RCC的結(jié)構(gòu)   RCC是由表面經(jīng)粗化、耐熱、防氧化等處理的高溫延伸性銅箔和B階樹脂組成的。其結(jié)構(gòu)如圖5-22。

 

 

    RCC多數(shù)采用環(huán)氧樹脂。RCC的樹脂層應(yīng)具備與FR-4粘結(jié)片相同的工藝性能。

    此外，還要滿足積層法多層板的以下要求：

    1）高絕緣可靠性和微導(dǎo)通孔可靠性。

    2）高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）。

    3）阻燃性。

    4）低介電常數(shù)和低吸水率。

    5）與內(nèi)層板有良好的粘合性。

    6）固化后樹脂層厚度均勻。

    7）對銅箔有較好的粘合強(qiáng)度。

    （2）RCC技術(shù)要求。RCC的技術(shù)要求如表5-39所示：

 

 

    （3）RCC涂布工藝   RCC制造過程中要求將樹脂均勻地涂布在銅箔上。樹脂層的厚度偏差控制在±2mm以內(nèi)。因此，必須采用高精度的涂布設(shè)備。同時，生產(chǎn)環(huán)境必須高度凈化。涂布機(jī)主要由涂布器和烘箱組成，如圖8-23所示。

 

 

    （4）RCC的優(yōu)點(diǎn)

    1）有利于多層板的輕量化和薄形化。

    2）有利于介電性能的改善。

    3）有利于激光、等離子體的蝕孔加工。

    4）對于12μm等薄銅箔容易加工。

    5）可以使用普通印制板生產(chǎn)線，無須新的設(shè)備投資等。

    5.無鹵型產(chǎn)品

    目前，在環(huán)氧樹脂覆銅板生產(chǎn)中阻燃型產(chǎn)品居多，占90%以上。從安全角度考慮，用戶要求產(chǎn)品必須通過UL安全認(rèn)證，阻燃性必須達(dá)到V—0級。為了滿足上述要求，在阻燃型覆銅板生產(chǎn)中大量采用溴化環(huán)氧樹脂（見表5-35）。

    國外有些研究機(jī)構(gòu)提出，鹵素阻燃劑在燃燒過程中會產(chǎn)生有毒的物質(zhì)，危害人體健康和污染環(huán)境。國際上，特別是歐洲，對這個問題表示強(qiáng)烈關(guān)注。歐共體（EC）環(huán)保委員會提議，限期在電器和電子產(chǎn)品中禁止使用含鹵素的阻燃材料。開發(fā)無鹵性阻燃覆銅板已成為行業(yè)中一項(xiàng)重要課題，勢在必行。從化學(xué)角度考慮，具有阻燃功能的元素，除鹵族元素（F、Cl、Br、I）外，還有V族的N、P等元素。實(shí)驗(yàn)證明，在環(huán)氧樹脂體系中，引入N和P等元素，并配合適當(dāng)?shù)淖枞贾鷦?，同樣可以獲得滿意的阻燃效果。

    眾所周知，酚醛樹脂可以作為環(huán)氧樹脂的固化劑使用，如果采用酚醛樹脂對環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，則可以加大環(huán)氧樹脂的交聯(lián)密度，進(jìn)一步提高其耐熱性和降低其熱膨脹系數(shù)等。如果向酚醛樹脂的分子結(jié)構(gòu)中引入含氮基團(tuán)，并將這種含氮的酚醛樹脂作為固化改性劑用于對環(huán)氧樹脂的改性，既可以提高環(huán)氧樹脂的阻燃性能，又可以提高其耐熱性和尺寸穩(wěn)定性。

 

 

    在環(huán)氧樹脂覆銅板中除上述玻纖布覆銅板外，另一類是復(fù)合基覆銅板（Composite Epoxy Material）。其主要產(chǎn)品型號如表5-40所示。

 

 

    1.CEM-1覆銅板

    按基材區(qū)分覆銅板主要產(chǎn)品有兩大類，紙基覆銅板和玻纖布基覆銅板。紙基覆銅板主要用于電視機(jī)等家用電子產(chǎn)品。玻纖布基覆銅板主要用于電子計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備等工業(yè)產(chǎn)品。近年來，隨著家用電子產(chǎn)品多功能化，對覆銅板的要求越來越高，紙基覆銅板在滿足要求方面有一定困難。若采用玻纖布基覆銅板，雖可以滿足要求，但成本偏高。在這種情況下，復(fù)合基覆銅板的優(yōu)點(diǎn)得到充分的表現(xiàn)和迅速發(fā)展。

 

 

    （1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)   CEM-1覆銅板的結(jié)構(gòu)如圖5-24所示。

    CEM-1覆銅板具有以下特點(diǎn)：

    1）主要性能優(yōu)于紙基覆銅板。

    2）優(yōu)秀的機(jī)械加工性能。

    3）成本比玻纖布覆銅板低。

    （2）制造流程  CEM-1覆銅板的制造流程，如圖5-25所示。

 

 

    （3）產(chǎn)品性能   CEM-1覆銅板的性能如表5-41所示。

 

 

    2.CEM-3覆銅板

    印制線路板制造中，最大成本在板材。為此，在保證功能與可靠的前提下，每個企業(yè)都在尋找低價格的板材。CEM-3覆銅板是在FR-4覆銅板基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。近年來，日本在雙面印制線路板制造中，大量采用CEM-3覆銅板取代FR-4覆銅板。據(jù)報(bào)導(dǎo)，CEM-3覆銅板使用量大大超過了一般FR-4覆銅板。

 

 

    （1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)  CEM-3覆銅板的結(jié)構(gòu)，如圖5-26所示。

    CEM-3覆銅板具有以下特點(diǎn)：

    1）基本性能相當(dāng)于FR-4覆銅板。

    2）優(yōu)秀的機(jī)械加工性能。

    3）使用條件與FR-4覆銅板相同。

    4）成本低于FR-4覆銅板。

    （2）制造流程。CEM-3覆銅板制造流程如圖5-27所示。由于玻纖紙比較疏松，浸膠時樹脂含量偏高，導(dǎo)致產(chǎn)品收縮率大，尺寸穩(wěn)定性差。所以，在環(huán)氧樹脂中，普遍采用添加無機(jī)填料（如氫氧化鋁等）的方法，使產(chǎn)品的各項(xiàng)性能得到改善和提高。

 

 

    （3）產(chǎn)品性能。CEM-3覆銅板的性能，如表5-42所示。隨著CEM-3覆銅板品質(zhì)的不斷改進(jìn)和提高，市場需求越來越大。近年來，除日本外，韓國和我國臺灣在CEM-3的生產(chǎn)和應(yīng)用方面發(fā)展也很快。1992年，國內(nèi)成功開發(fā)了CEM-3覆銅板，幾年來，產(chǎn)量逐年增加，如圖5-28所示。

 

 

    但是，發(fā)展速度較慢。主要原因是生產(chǎn)廠家少，宣傳不夠，用戶對CEM-3產(chǎn)品不甚了解。另一個原因是前幾年CEM-3的主要原材料之一——玻纖紙，國內(nèi)尚沒有生產(chǎn)廠家，要依靠進(jìn)口，價格偏高，CEM-3成本降不下來。最近，國內(nèi)至少有兩條玻纖紙生產(chǎn)線建成投產(chǎn)，這對CEM-3覆銅板的發(fā)展，將起到積極的推動作用。