[发明专利]一种低介电常数PCB基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于电子材料制造技术领域，特别是低介电材料制造技术领域，具体涉及一种低介电常数PCB基板及其制造方法。

背景技术

随着电子信息技术突飞猛进的发展，电子产品逐渐朝着轻量薄型化、高性能化和多功能化的方向发展。进入21世纪以来，特别是近几年，随着超大规模集成电路的集成度越来越高，元件极小尺寸向深亚微米发展，甚至已达到50nm水平。

在高频PCB基板先进电子制造技术领域中，急需采用一些低介电常数(D_k)和低介电损耗(D_f)材料，尤其一些低D_k、低D_f的树脂材料。当电子元器件的特征尺寸逐渐减小即集成度不断提高时，会引起电阻-电容(RC)延迟上升，从而出现信号传输延时、噪声干扰增强和功率损耗增大等一系列问题，这将极大地限制电子元器件高速性能的发展。降低RC延迟和功率损耗有两个途径：一是降低导线电阻R，也就是用铜(20℃时电阻率为11678μΩ·m)取代传统的铝(20℃时电阻率为21655μΩ·m)来制成导线；另外一个(同时也是更重要的)是降低介质层带来的寄生电容C。由于电容C正比于介电常数D_k，所以就需要开发新型、低成本以及具有良好性能的低介电常数(D_k＜3)材料来代替传统的SiO2(D_k约为4.0)作介质层。

目前，为降低绝缘材料的D_k，通常采用共混改性或共聚改性两种方法。这两种方法能把绝缘材料的D_k降低到3.5左右，满足一般的低介电要求，但对于高性能、高集成的电路应用性不大。故此，有必要对现有的方法进行改进和创新，以解决上述问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明公开了一种低介电常数PCB基板及其制造方法。

本发明技术方案充分挖掘了超细粒径中空玻璃微球的内在优势，将其少量添加到聚酰亚胺/氰酸酯共聚树脂体系中，共混乳化后能够使D_k降低到3.0以下。

本发明采取以下技术方案：一种低介电常数PCB基板，由一片半固化片或多片半固化片叠配后两表面各覆铜箔并压制而成，所述的半固化片由树脂通过玻纤布进行上胶并烘干而制得，所述的树脂由以下组分按重量均匀混配而成：68.7份聚酰亚胺树脂液、31.3份氰酸酯树脂液、3-4份二烯丙基双酚A，所述的树脂内加入2-5份中空玻璃微球。

优选的，中空玻璃微球的平均粒径是150μm、100μm、50μm、25μm、15μm、10μm或5μm。

优选的，中空玻璃微球的添加量为聚酰亚胺树脂液、氰酸酯树脂液混合共聚树脂体系重量的3.0％。

本发明还公开了一种低介电常数PCB基板的制造方法，其按如下步骤进行：

一、树脂混合共聚

按重量份称取聚酰亚胺树脂液68.7份、氰酸酯树脂液31.3份，并置于100～105℃温度下混合搅拌，加入二烯丙基双酚A3-4份，升温至120～125℃，继续搅拌，至凝胶时间270～350s后，冷却至室温；加入中空玻璃微球2-5份，搅拌均匀，移至乳化机内乳化；

二、上胶

将第一步制得的树脂采用玻纤布进行上胶并烘干，制得半固化片；

三、叠配

按照厚度需要，将数片由第二步制得半固化片叠配；

四、压制

将第三步叠配好的半固化片上、下两面各覆一张铜箔，并与不锈钢模板、牛皮纸对应叠合，从上至下顺序为：牛皮纸(15-25张)、不锈钢模板、铜箔、半固化片、铜箔、不锈钢模板、牛皮纸(15-25张)，然后送入真空压机进行压制，制得低介电常数PCB基板。压制完毕，冷却，脱模，撤去不锈钢板等。

优选的，中空玻璃微球的平均粒径是150μm、100μm、50μm、25μm、15μm、10μm或5μm。

优选的，中空玻璃微球的添加量为聚酰亚胺树脂液、氰酸酯树脂液混合共聚树脂体系重量的3.0％。

优选的，第四步的压制过程如下：

先在120℃条件下，压制30min；后在150℃条件下，压制15min；

再在180℃条件下，压制60min；最后在240℃条件下，压制180min。

聚酰亚胺PI-3102/双酚A型氰酸酯树脂BCN混合共聚树脂是一种高耐热、低介电常数D_k的优异树脂材料，其生产的PCB基板的玻璃化转变温度在250℃左右，D_k在3.5～3.8之间。