付志強(qiáng) 昝旭光 伍宏奎 茹敬宏

（廣東生益科技股份有限公司，廣東 東莞 523808）

1 引言

隨著5G時(shí)代的來臨，各大終端機(jī)構(gòu)也在積極的布局5G產(chǎn)業(yè)，高頻高速專用覆銅板的需求變得越來越迫切，特別是5G手機(jī)的問世，使得高頻高速撓性覆銅板的需求也變得緊張起來，因?yàn)橹挥袚闲愿层~板才能適應(yīng)手機(jī)內(nèi)部“擁擠”的布局。

現(xiàn)有的5G手機(jī)信號(hào)傳輸線一般采用固定撓性的阻抗設(shè)計(jì)線路，即信號(hào)發(fā)射端到信號(hào)接收端這一段固定長(zhǎng)度內(nèi)，其設(shè)計(jì)的阻抗是一定的，受限于現(xiàn)有電子電路板材線路加工的水平，必須使用絕緣層厚度較厚的產(chǎn)品，才可以滿足如今線寬加工條件。例如，同樣的兩種撓性覆銅板，其Dk/Df均為3.0/0.003（10 GHz下，SPDR法），銅箔厚度均為12 μm，阻抗設(shè)計(jì)為50Ω，若使用絕緣層厚度為100 μm的柔性覆銅板去設(shè)計(jì)圖形，其線寬經(jīng)過軟件模擬計(jì)算，需要將線寬設(shè)計(jì)成100 μm左右，若使用絕緣層厚度為50 μm的撓性覆銅板去設(shè)計(jì)圖形，其線寬經(jīng)過軟件模擬計(jì)算，需要將線寬設(shè)計(jì)成40 μm左右。依照如今線路板廠的加工水平，40 μm的線寬還是很具有挑戰(zhàn)性的，同時(shí)100 μm線寬和40 μm線寬，線寬越寬，阻抗值越容易控制，因此，在同樣的條件下，線路板廠傾向于使用絕緣層相對(duì)較厚的撓性覆銅板[1]。

同時(shí)，兩組平行傳輸?shù)男盘?hào)線在高頻下信號(hào)傳輸時(shí)，相互之間的信號(hào)影響是存在的，如果使用同樣的Dk/Df均為3.0/0.003材料進(jìn)行設(shè)計(jì)，使用50 μm絕緣厚度的板材設(shè)計(jì)線路和使用100 μm絕緣厚度的板材設(shè)計(jì)線路，兩種設(shè)計(jì)線路的插入損耗薄板（50 μm）是厚板（100 μm）的數(shù)倍，因此為了達(dá)到同樣的插入損耗，薄板必須使用介電性能更低的板材才可以達(dá)到要求在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，薄板需要更好的介電性能數(shù)據(jù)才可以與厚板有競(jìng)爭(zhēng)力。

針對(duì)于Sub 6G的應(yīng)用，日本鐘淵化學(xué)推出過一款高頻高速專用的改性TPI膜，直接使用輥壓機(jī)即可與銅箔輥壓形成板材，如今只能進(jìn)行50 μm厚度的PI膜生產(chǎn)，更厚的75 μm、100 μm受限于生產(chǎn)工藝，一直無法生產(chǎn)。新日鐵住金化學(xué)使用一種有膠雙面板結(jié)構(gòu)（Z系列），即Cu/AD/PI/AD/Cu結(jié)構(gòu)，但是使用的是普通的PI膜，其PI膜的模量只有4 GPa左右。為了降低整體板材的介電性能，在設(shè)計(jì)絕緣層厚度為125 μm板材時(shí)，使用了50AD+25PI+5AD的做法，這樣會(huì)導(dǎo)致板材的整體模量特別低，只有1.2 GPa左右。

針對(duì)當(dāng)前行業(yè)內(nèi)無法將板材做到相對(duì)較厚的這一問題，我們研發(fā)了一款具有特殊結(jié)構(gòu)的撓性覆銅板，基本的結(jié)構(gòu)之上而下是Cu/PI（HTg）/PI（LTg）/PI（HTg）/Cu。其中，PI（HTg）是一種Tg相對(duì)較高的PI，靠近銅箔，主要其支撐作用；PI（HTg）是一種Tg相對(duì)較低的PI，主要是其粘結(jié)和提供優(yōu)秀介電性能的作用，同時(shí)，板材厚度也主要是由這一層決定。這樣相對(duì)于鐘淵的改性TPI膜來說，這種結(jié)構(gòu)可以解決目前業(yè)界普遍需求的75 μm、100 μm甚至125 μm等相對(duì)較厚板材的需求。

2 試驗(yàn)

2.1 原材料

二苯基聯(lián)苯二胺（M-TB），2,2’-雙（三氟甲基）-4，4’-二氨基聯(lián)苯（TFMB），2,2-雙[4-（4-氨基苯氧基）苯基]丙烷（BAPP），3,3’,4,4’-聯(lián)苯四甲酸二酐（BPDA），N,N-二甲基乙酰胺（DMAc），工業(yè)級(jí)；12 μm壓延銅箔GHF5-93F-HA-V2，日礦金屬。

2.2 聚酰胺酸的合成

（1）在25 ℃水浴條件下，將53 g（0.25 mol）二苯基聯(lián)苯二胺（M-TB）和240 g（0.75 mol）2,2’-雙（三氟甲基）-4，4’-二氨基聯(lián)苯（TFMB）和20.5 g（0.05 mol）2,2-雙[4-（4-氨基苯氧基）苯基]丙烷（BAPP）溶解于適量的DMAc中。

（2）在攪拌狀態(tài)下分批次加入294.2 g（1 mol）3,3’,4,4’-聯(lián)苯四甲酸二酐（BPDA），繼續(xù)攪拌12 h，得到PAA溶液。

2.3 無膠單面板的制備[2]-[4]

將日礦壓延銅箔鋪在涂覆機(jī)上，使用刮刀均勻地將PAA涂覆在銅箔毛面，通過調(diào)節(jié)合理的刮刀間隙，使得涂覆在銅箔上的PAA在160 ℃下烘烤5分鐘后去除溶劑，PAA的厚度為12 μm。在使用氮?dú)饪鞠?，使用程序升溫?60 ℃/15 min下將PAA亞胺化形成PI，得到最終的05T無膠單面板。

2.4 雙面撓性覆銅板的制備

取生益科技常規(guī)高頻PI膠水VF26C，在無膠單面板PI一側(cè)均勻涂覆高頻膠水，使得烘干溶劑后膠層的厚度為38 μm。

取2塊上述涂覆38 μm厚度高頻膠水的05T無膠單面板，銅箔一側(cè)在外進(jìn)行對(duì)壓操作，然后180 ℃固化2 h，得到雙面撓性覆銅板。

2.5 測(cè)試方法

剝離強(qiáng)度：按照IPC-TM-650-2.4.9測(cè)試。

耐浸焊性：按照IPC-TM-650-2.4.13測(cè)試。

表面電阻以及體積電阻率：按照I P CTM-650-2.5.17測(cè)試。

電氣強(qiáng)度：按照IPC-TM-650-2.5.6.2測(cè)試。

吸水率：按照IPC-TM-650-2.6.2測(cè)試。

拉伸強(qiáng)度、拉伸模量以及延伸率：按照IPCTM-650-2.4.19C測(cè)試。

CTE（X/Y軸向）：按照廣東生益企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDSY 6050.34-2017測(cè)試。

燃燒性：按照IPC-TM-650-2.3.9測(cè)試。

耐化學(xué)性：按照IPC-TM-650-2.3.2測(cè)試。

尺寸穩(wěn)定性：按照IPC-TM-650-2.2.4C測(cè)試。

介電性能：按照IEC-61189-2-721（SPDR）方法測(cè)試。

濕漂：按照廣東生益企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/G D S Y 6050.50-2017測(cè)試。

回彈力：按照廣東生益企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/GDSY 6057.6-2016測(cè)試。

3 結(jié)果與討論

3.1 檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比

我們將制得的板材命名為SF280，其規(guī)格為1210012，其中12表示銅箔厚度，100表示絕緣層厚度，同時(shí)選取某日本著名同行的Z系列高頻覆銅板中的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，數(shù)據(jù)來源是日本同行的官方宣傳資料（見表1）。

從上述僅有的數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，在關(guān)鍵性能——介電性能——上可以看出，SF280與日系同行的差不多，在吸水率和模量?jī)煞矫嬗幸欢ǖ膬?yōu)勢(shì)?？蛻艉荜P(guān)注材料吸水后的介電性能變化，這個(gè)與材料的吸水率有關(guān)，吸水率越低，吸濕后材料的介電性能變化就越小，性能也就越穩(wěn)定可靠。為此，我們特意將SF280進(jìn)行85℃/85%RH（雙85）處理，每天定時(shí)測(cè)試介電性能，連續(xù)測(cè)試15天，考察介電性能Dk、Df的變化（見圖1、圖2）。

圖1 SF280濕漂變化

表1 SF280基本性能測(cè)試數(shù)據(jù)

圖2 SF280可靠性測(cè)試情況

4 結(jié)論

（1）高頻高速電路板，主要關(guān)注的是板材的Dk/Df，SF280在10 GHz下性能表現(xiàn)良好，可以很好的應(yīng)用于目前火熱的5G通訊領(lǐng)域。

（2）材料吸水率是高頻材料關(guān)注的另外一個(gè)重點(diǎn)，SF280在經(jīng)過嚴(yán)苛的高溫高濕處理后，介電常數(shù)依然保持在3以下，損耗依舊保持在0.006以下。

（3）SF280的可靠性測(cè)試，無論是單面板彎折、三層板成品板材彎折、耐離子遷移、耐熱性、鉆孔鍍銅等工藝測(cè)試考察，都具有優(yōu)秀的可靠性。