BT树脂PCB为什么贵

BT树脂/玻纤布覆铜板

一、概述

随着PCB的轻薄化、多层化、基板安装元件的增多，特别是BGA、MCM等半导体安装技术的发展，要求其基板具有高Tg、高耐热性及低热膨胀率等，以提高板材互联与安装可靠性；同时随着通信技术的发展和计算处理速度的提高，基板的介电性能也开始备受人们关注，要求它们具有更低的介质常数和更低的介质损耗，以满足信号传输的速度及其效率。BT（Bismaleimide-triazine）树脂基覆铜板（以下简称BT板）因其具有很高的Tg、优秀的介电性能、低热膨胀率等性能，使其在当前逐渐流行的高密度互连（HDI）多层PCB和封装用基板中得到了较为广泛的应用。

“BT”是日本三菱瓦斯化学公司生产的一种树脂的化学商品名，该树脂是由双马来酰亚胺（Bismaleimide,简称BMI）与氰酸酯（cyanate ester,简称CE）树脂合成制得的。早在1972年，三菱瓦斯化学公司就开始了对BT树脂的研究，到1977年，BT板开始应用在芯片封装上，随后它们继续深入研究，到90年代末，已开发出了十几个品种，可制作出不同的产品，以满足不同的需求，如高性能覆铜板、芯片用载板、高频应用覆铜板、封装用BT树脂、涂树脂铜箔等等。该类板材目前在市场上的需求正日益增长，据日本JPCA在1999年对其国内玻璃布基板材各个品种销售额的调查结果表明，BT树脂基板材在销售额上仅次于FR-4板，达360亿日元之多。

正因为BT树脂基板的重要性，它已列入世界上一些权威标准中，如IEC 249-2-1994定为“No.18”板，IPG4101-1997定为“30”板；MIL-S-13949H定为“GM”板，JIS为此类产品制定的产品标准为JIS C-6494-1994；我国国标GB/T 4721-1992也定义它为“BT”板。

目前市场上的BT板以三菱瓦斯化学公司的产品为主导，近年来才开始有部分覆铜板厂家推出其BT板，如ISOLA、日立化成等。而在国内，BT板的工业化生产目前尚属空白，但随着电子工业的发展以及众多国外电子工业厂商在中国大陆投资建厂，使得高性能覆铜板在国内市场需求日增，目前国内已经有研究院所开始了对BT树脂的研究，如无锡化学工业研究院开发的BT树脂在性能上已达到了一定的水平、广东生益科技股份有限公司也开始对该类板材的研究。 二、BT树脂

BT树脂是由双马来酰亚胺(BMI)改性氰酸酯树脂得到的，在第五节氰酸酯的改性中曾提到过。这里再做较为详细的介绍。 1．单体

(1)双马来酰亚胺(BMI)双马来酰亚胺是以马来酰亚胺为活性端基的双官能团化合物，其化学结构通式图如下：

由于双键在邻位两个羰基的吸电子作用下成为贫电子键，因而双马来酰亚胺可通过双键与胺类、氰尿酸和羟基等含活泼氢的化合物进行加成反应；同时，也可以与环氧树脂、含不饱和键化合物等发生共聚反应；在催化剂或热的作用下，也可以发生自聚反应。

(2) 氰酸酯氰酸酯的类型很多，有芳香族的、脂肪族的以及杂环结构的氰酸酯，其中芳香族型的氰酸酯应用较为广泛，它们一般都含有两个或两个以上氰酸酯基(-OCN)，其化学结构通式：

氰酸酯在加热和催化剂的作用下，会发生三聚合反应，生成具有三嗪环网状结构的高聚物，称为氰酸酯树脂（CE树脂），形成的三嗪环结构。

氰酸酯基在热和催化剂的作用下，C-N键很容易断开，使之不仅能发生自聚反应，还可以与多种官能团如环氧基、双键、酸酐、氨基、酰氯等发生反应。 2．合成

氰酸酯与BMI的共混反应机理一般认为有两种，一种认为是BMI和氰酸酯共聚；另一种认为BMI与氰酸酯形成互穿网络体系，从而取得综合的性能。对于BT树脂，有人认为它是一种互穿网络体系，而更多的人认为它是共聚反应体系，如三菱瓦斯化学公司的BT树脂主要是由双酚A型二氰酸酯和二苯甲烷双马来酰亚胺共聚制得，其共聚反应机理如下：

3．BT树脂性能

BT树脂结合了BMI和CE树脂的优异性能，它主要具有如下特性： ⑴耐热性优异，玻璃化温度为为230一330℃之间； ⑵长期耐热性优异，长期耐热温度达160一230℃； ⑶耐热冲击性优异；

⑷介电性能优异，介质常数（εr）约为2.8-3.5，介质损耗角正切tanδ约为（1.5-3.0）×10-3； ⑸优异的电绝缘性能，即使在吸湿后，也能保持很高的绝缘电阻； ⑹良好的耐离子迁移性等； ⑺良好的机械特性；

⑻尺寸稳定性好，固化收缩小； ⑼熔融粘度低，浸润性好；

⑽树脂形状在室温下由故体到固体都有，可用多种加工方法进行加工； ⑾可溶于一般的溶剂，如MEK, NMP等； ⑿可与多种其他化合物进行改性反应； ⒀可在较低的温度进行固化； ⒁可兼容传统的FR-4生产工艺。 4．BT树脂的种类

BT树脂体系根据其配方中BMI和CE的品种、比例不同，以及反应程度不同，其形态

在室温下由低粘度液体到固体都有，表9-6-1和表9-6-2是三菱瓦斯化学公司生产的一系列有代表性的BT树脂及其溶液。

5.与其他树脂的性能比较

一般地，BT树脂与其他几种树脂的主要性能比较，见表9-6-3。

三、BT覆铜板 1．胶液配制

将BT树脂、其他树脂（根据不同的产品要求添加所需的树脂组分）、催化剂以及其他助剂，还有适量的溶剂（可选择常用的丙酮、丁酮或NMP等）混合搅拌，制成均匀的、具有一定浓度和粘度的胶液，并测试其技术指标，供下道工序作参考。其中催化剂的添加根据体系组成而定，如有些BT/EP体系就不用添加任何催化剂，体系就能在加热的情况下迅速反应完全。催化剂的种类很多，可以是LEWIS酸、质子酸、弱酸盐、金属羧酸盐、金属螯

合物等等，其中金属羧酸盐为最为常用的一种。

以下是以BT2176树脂为主的典型胶液配方（质量份）： BT2176 100 三乙烯基二胺 0.10 正辛酸锌 0.06

配胶程序：用MEK溶剂将BT2176溶解成60%的溶液,然后加入催化剂正辛酸锌溶液,搅拌均匀后,将三乙烯基二胺溶液慢慢地逐渐加入,使胶液的凝胶化时间在300-330s(160℃)之间。 2．上胶

可使用传统的FR-4上胶设备来上胶，烘箱的温度、玻纤布的走速根据胶液的指标来定，经过烘箱后，树脂的溶剂大部分已挥发，树脂也部分地固化，得到称为B阶的半固化片。一般将它们裁剪成片状，到下一道工序层压成板材；也有收成卷，以半固化片出售。同时要测试半固化片的技术指标，一般包括树脂含量、流动度、凝胶化时间等。

如对上述1.胶液配制中的胶水配方，其烘箱温度设定为130--150℃，所得半固化片的凝胶化时间约50-60s、树脂量约43%---45%。 3.层压

根据产品的要求，选择合适的铜箔和半固化片进行叠配，就可以推进层压机进行固化。相对于FR-4板，BT板的固化温度要高些、固化时间要长些，以达到最佳的固化程度；有些体系，可能需要进行后固化，以取得预期的性能。由于BT树脂预聚程度的不同以及其他添加组分对整个体系影响不一样，使其树脂体系在升温过程中的流动特性有时相差较大，所以层压过程的温升控制和压力控制变得十分重要，不同的体系需要有不同的层压程序，以防止流胶过大或树脂流动不充分。

如对上述2.上胶中所得半固化片的压制条件如下： 热板温度175℃固化时压力2-6 MPa 固化时间60min。 4．板材性能

BT板一般具有高耐热性、高电气绝缘性、优异介电性能以及良好的机械性能等等，如上述3.层压中压得的板材（该板材的牌号为CCL-H800）的性能，见表9-6-4。

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