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一.為什么無機(jī)填料在5G覆銅板中地位那么重要?
1、可以降低5G覆銅板的生產(chǎn)成本
填料有增容(體積)作用,使用價格較低的無機(jī)填料代替部分價格貴的樹脂,可以降低生產(chǎn)成本,提高市場競爭力。
2、改善5G覆銅板的性能
①提高覆銅板的尺寸穩(wěn)定性、降低板材熱膨脹系數(shù)和吸水率
②降低覆銅板熱膨脹系數(shù),提高耐熱性能
③改善覆銅板的阻燃性
④提高覆銅板的 CTI( 相比漏電起痕指數(shù) )
⑤增加5G覆銅板的功能
隨著電子工業(yè)的發(fā)展,裝載在覆銅板上的電子元器件呈現(xiàn)高集成、高可靠,在工作時單位面積散發(fā)的熱量越來越多,所以對5G覆銅板的散熱性能提出了要求,添加具有高導(dǎo)熱率的無機(jī)填料,可以提升5G覆銅板的導(dǎo)熱性能;或者是添加帶有其他功能的無機(jī)填料,使板材呈現(xiàn)更多的功能,應(yīng)用到更多其他的領(lǐng)域。
表1常見導(dǎo)熱無機(jī)填料
| 填料名稱 | 熱導(dǎo)率K (w/m·k,20℃) | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) | 
| 六方氮化鋁 | 320 | 導(dǎo)熱系數(shù)非常高 | 價格昂貴,且吸潮后會水解成氫氧化鋁,使導(dǎo)熱通路產(chǎn)生中斷。 | 
| 六方氮化硼 | 110 | 導(dǎo)熱系數(shù)較高,性質(zhì)穩(wěn)定 | 價格很高,大量填充后體系粘度急劇上升 | 
| 球形氧化鋁 | 30 | 填充量大,所得制品導(dǎo)熱率高 | 價格較貴,但低于氮化硼和氮化鋁 | 
| 結(jié)晶二氧化硅 | 10 | 密度大,價格低,適合大量填充,降低成本 | 導(dǎo)熱性偏低,不適合生產(chǎn)高導(dǎo)熱產(chǎn)品;密度較高,可能產(chǎn)生分層 | 
| 200 | 導(dǎo)熱系數(shù)較高 | 合成過程中產(chǎn)生的碳及石墨難以去除 | |
| 36 | 價格便宜 | 易吸潮,增粘性較強(qiáng),不能大量填充;耐酸性差 | |
| 20 | 粒徑及均勻性很好 | 導(dǎo)熱性偏低 | 
3、改善5G覆銅板的生產(chǎn)工藝
無機(jī)填料的加入,可以控制上膠所用膠液的粘度,降低半固化片的流動度,改善覆銅板的生產(chǎn)工藝,減少后續(xù)壓合過程的流膠,提高板材厚度的均勻性和外觀的平整度,從而制造出具有超低的銅箔粗糙度,厚度各項(xiàng)均一性好的5G覆銅板。
二.5G覆銅板用無機(jī)填料的種類
①硅微粉:主要分為結(jié)晶硅微粉、熔融硅微粉、復(fù)合硅微粉、球形硅微粉這幾類,用硅微粉作填料的5G覆銅板的絕緣層呈現(xiàn)透明狀,且各種硅微粉均會降低樹脂體系反應(yīng)活性和流動性,對于板材剛性、耐濕熱型和韌性均有改善。其中球形硅微粉因其本身特性,可以降低5G覆銅板的熱膨脹系數(shù),同時可改善5G覆銅板電性能、提升耐熱性、改善鉆孔加工性、改善成型性、減少沉降、降低成本,其在5G覆銅板工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用也是較多的。

圖一 球形硅微粉
②氫氧化鋁:可作為阻燃劑,降低材料表面的分解和炭粒的形成,從而明顯提高材料的阻燃性,降低板材的熱膨脹系數(shù)和吸水率。
 
 
圖二 氫氧化鋁
③球形氧化鋁:由于其本身具有高填充性,高熱傳導(dǎo)率,低磨損性,可以有效地提高5G覆銅板的導(dǎo)熱性能,加快散熱,降低其介電常數(shù)和熱膨脹系數(shù)等。

圖三 球形氧化鋁
④鈦白粉:改變覆銅板絕緣層的顏色,提高白色度,用于生產(chǎn)芯片式 LED 的白色覆銅板。
⑤氮化鋁:導(dǎo)熱性好,熱膨脹系數(shù)小,電絕緣性能良好,介電性能良好,可以有效提升板材的導(dǎo)熱性能,各項(xiàng)電性能等。
⑥六方氮化硼:摩擦系數(shù)很低、高溫穩(wěn)定性很好、耐熱震性很好、強(qiáng)度很高、導(dǎo)熱系數(shù)很高、膨脹系數(shù)較低、電阻率很大、耐腐蝕,可以改善和提高板材的各項(xiàng)性能。
⑦碳化硅:導(dǎo)熱系數(shù)高,熱膨脹系數(shù)小,可以有效提高5G覆銅板的導(dǎo)熱性能,降低其熱膨脹系數(shù)。
⑧其他無機(jī)粉末填料:滑石粉,云母粉,勃姆石等,可以適量的填充,降低材料的成本。
三.發(fā)展趨勢
為了應(yīng)對5G通信市場的發(fā)展需求,覆銅板必須不斷升級,作為5G用覆銅板,需要具備穩(wěn)定的低損耗和低介電常數(shù),超低銅箔粗糙度,同時也要能保證足夠的剝離強(qiáng)度,厚度各向均一性好,阻抗變化小,更高的耐熱可靠性,良好的PCB(印制電路板)加工工藝性等特點(diǎn)。因此5G覆銅板用無機(jī)填料要求也會隨之提高,其要求可分為:
①功能化。未來的無機(jī)填料應(yīng)該具有低介電常數(shù),高導(dǎo)熱、阻燃等多項(xiàng)功能。
②高填充。具有高填充的性能,無機(jī)填料的特性在覆銅板中才能更好的發(fā)揮。
③顆粒設(shè)計。界面和團(tuán)聚問題要求表面處理技術(shù)不斷進(jìn)步;顆粒向球形化的發(fā)展趨勢將越來越明顯。
④粒度分布設(shè)計。應(yīng)薄型化覆銅板的需求,其無機(jī)填料的粒徑將不斷減小,但又要防止分散困難,所以粒度的設(shè)計也要合理。
⑤雜質(zhì)控制。超薄、高可靠、高導(dǎo)熱覆銅板的應(yīng)用,將要求填料的雜質(zhì)含量盡可能低。
所以,無機(jī)填料只有不斷發(fā)展跟改進(jìn),才能跟上市場的節(jié)奏,提高覆銅板的功能性、可靠性和穩(wěn)定性,才能在5G覆銅板市場中存活下來。
參考資料:
1. 師劍英. 填料在覆銅板中的應(yīng)用[A].第十六屆中國覆銅板技術(shù)·市場研討會論文集[C].
2. 孔瑋. 覆銅板制造中無機(jī)填料的作用和選擇[A]. 中國建材科技2017年學(xué)術(shù)年會??痆C].
3. 曹家凱.覆銅板用填料發(fā)展趨勢[J].覆銅板資訊.
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                    作者:粉體圈
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