李凌云 劉 政 劉俊秀 姜曉亮
(山東金寶電子股份有限公司,山東 招遠(yuǎn) 265400)
我國在電視、顯示器、可穿戴設(shè)備、車載顯示等終端需求旺盛的驅(qū)動(dòng)下,Mini LED(迷你發(fā)光二極管)行業(yè)有望在未來幾年迎來快速增長期。Mini LED尺寸與常規(guī)對(duì)比如圖1所示,在Mini LED輕薄化的前提下,顯示和背光效果的高要求對(duì)PCB背板的厚度均勻性、平整性、對(duì)準(zhǔn)度等加工精度都提出了新的挑戰(zhàn),再加上PCB背板上有大量的LED芯片和驅(qū)動(dòng)IC(集成電路),這就需要背板的Tg(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)點(diǎn)要高,而PCB背板在Mini LED加工過程中需要受到各種外力,保持背板的厚度均勻性、尺寸穩(wěn)定性等非常重要?,F(xiàn)階段,用于Mini LED背板的覆銅板也必須解決這些問題。
圖1 LED尺寸與常規(guī)對(duì)比圖
現(xiàn)在市面上應(yīng)用于Mini LED背板上的覆銅板多為進(jìn)口,本文介紹了一種采用的抗紫外線型環(huán)氧樹脂、BT樹脂(雙馬來酰亞胺—三嗪樹脂)和SMA(苯乙烯—馬來酸酐無視共聚物)樹脂為主體樹脂,配合六氫苯酐等小分子物質(zhì),采用抗紫外線抗輻射的填料,制得的覆銅板可以滿足此應(yīng)用。
環(huán)氧樹脂,改性BT樹脂,SMA樹脂,六氫苯酐,含磷阻燃劑,助劑,溶劑,填料等,電子級(jí)玻纖布,18 μm電解銅箔,這些均為工業(yè)品。
攪拌器,上膠機(jī),壓機(jī),檢測(cè)設(shè)備如熱機(jī)械分析儀,差示掃描熱量儀,測(cè)色儀等。
(1)制備膠液:將一定比例的環(huán)氧樹脂、改性BT樹脂、SMA樹脂、六氫苯酐、含磷阻燃劑、助劑、溶劑、填料等乳化攪拌均勻;
(2)將電子級(jí)玻璃纖維布浸漬在步驟(1)制得的樹脂后,經(jīng)過100~200 ℃的上膠機(jī),制得半固化片;
(3)取若干張步驟(2)制得的半固化片疊加在一起,雙面各覆有一張銅箔,得板材;將板材與不銹鋼板上下對(duì)應(yīng)疊合,送入真空壓機(jī),在100~250 ℃、6.86~14.7 Mpa條件下熱壓150~300 min,制得用于mini LED背板的覆銅板。
參考IPC等標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法,主要測(cè)試項(xiàng)目及方法如下:
(1)Z-CTE及熱分層時(shí)間T288:熱機(jī)械分析法(TMA);
(2)反射率:測(cè)色儀,根據(jù)T/CPCA 4107—2018標(biāo)準(zhǔn);
(3)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg:差示熱量掃描儀(DSC);
(4)銅箔剝離強(qiáng)度:剝離強(qiáng)度測(cè)試儀,按IPC—TM—650 2.4.8方法;
(5)燃燒性:燃燒試驗(yàn)箱(UL94)。
制得的覆銅板具有優(yōu)異性能,具體如表1所示。
表1 覆銅板基本性能表
3.2.1 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)特性
制得的覆銅板具有很高的Tg值,如圖2所示,用DSC(差示掃描儀)測(cè)試可達(dá)220 ℃以上。
圖2 覆銅板Tg測(cè)試曲線圖
3.2.2 熱分層時(shí)間T288
如圖3所示,覆銅板具有很長的熱分層時(shí)間,T288>120 min,說明板材具有優(yōu)異的耐熱性能,可滿足PCB加工中抗樹脂分層。
圖3 覆銅板T288(帶銅)測(cè)試曲線圖
3.2.3 熱膨脹系數(shù)Z-CTE
如圖4所示,覆銅板具有很低的熱膨脹系數(shù),適應(yīng)Mini LED背板使用時(shí)對(duì)對(duì)準(zhǔn)度和加工精度的要求。
圖4 覆銅板Z-CTE測(cè)試曲線圖
本配方中改性BT樹脂具有極低的熱膨脹系數(shù)(CTE),適應(yīng)Mini LED背板使用時(shí)對(duì)對(duì)準(zhǔn)度和加工精度的要求;SMA樹脂能大大提高覆銅板的Tg值和熱變形溫度;六氫苯酐是小分子酸酐,提高了交聯(lián)密度,可以提高其耐熱性,以及減少自由體積從而提高韌性和降低吸水性,制造出的PCB在高溫?zé)o鉛焊過程中產(chǎn)生的應(yīng)力有所減少,Tg也更高。
圖5為測(cè)色儀工作示意圖,本覆銅板的高反射率保證了獨(dú)立燈珠的亮度。
圖5 測(cè)色儀工作示意圖
覆銅板的銅箔抗剝離強(qiáng)度按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IPC—TM—650中2.4.8的方法,符合要求。
覆銅板的阻燃性能符合UL94標(biāo)準(zhǔn)的最高級(jí)別為V—0級(jí)別。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明此配方制得的覆銅板板材CTE(熱膨脹系數(shù))低至1%,Tg高達(dá)220 ℃,T288>120 min,反射率(A態(tài))>90%,適應(yīng)Mini LED對(duì)耐熱和尺寸穩(wěn)定性等的要求,大大提高了封裝效率和PCB板可靠性。