[发明专利]一种低插损高频导热基板及其应用

说明书

本发明提供了一种低插损高频导热基板及其应用，所述低插损高频导热基板自上而下依次包括结合在一起的以下各层：粗糙度Rz≤5μm的第一低轮廓铜箔层；薄膜电阻层；厚度为2‑20μm的第一树脂层；介电常数低于3.8、介电损耗小于0.0040、热导率为0.5‑1.5W/mK的高频导热粘结片层；厚度为2‑20μm的第二树脂层和粗糙度Rz≤5μm的第二低轮廓铜箔层；所述基板具有较高的热导率和剥离强度以及较低的介电常数和介电损耗和较低的插损，具有较高的集成度，提高了基板的可靠性；可作为线路板应用于电子产品中。

技术领域

本发明属于电子材料技术领域，涉及一种低插损高频导热基板及其应用。

背景技术

随着印刷线路板(PCB)向着高密度、多层化方向的不断发展，元器件在PCB上搭载、安装的空间大幅减少，整机电子产品对功率元器件的功率要求越来越高，小空间、大功率不可避免地产生更多的热量聚集。另一方面，随着现代通讯技术的快速发展，电子设备的工作频率越来越高，发热量越来越大。总之，把大量强大功能集成到更小的组件中，驱使印制板走向高密度化，同时信号传输高频化或高速数字化的发展，这两大因素驱使着印制板的工作温度急剧地上升。如果积聚的热量不能及时排出，将使设备的工作温度升高，长此以往，将造成元器件电气性能下降甚至毁损，严重损害设备的寿命和可靠性。大量试验和统计数据表明，电子元器件(最佳工作温度后)的温升2℃其可靠性便下降10％，温升50℃的使用寿命只有温升25℃的1/6，因此，印制板工作温度已成为影响可靠性和使用寿命的最重要的因素。

提高线路集成度及PCB功率密度的需求与日俱增，高频印刷线路板热管理的重要性更加突出。众所周知，材料的导热系数对于减小温升至关重要。高频线路板的热量本质上与线路板上的损耗密切相关。例如，表面粗糙的铜箔比表面光滑的铜箔损耗大。另一种影响损耗的材料参数是印刷线路板介质层材料的损耗因子，损耗因子越低，介电损耗越小，印刷线路板产生的热量也会越少。此外，介电常数较低的印刷线路板材料也会比介电常数较高的材料产生的损耗小，产生的热量少。一般而言，选择具有良好性能的线路板材料，如高导热系数，较低的损耗因子，光滑的铜箔表面以及低介电常数，不仅有助于设计高性能的印刷线路板，还能够改善热管理。

无源元件(线状和非线状电阻，电容，线圈，保险丝)是每个电子设备的基本组成部分，并占用印制板大量表面积。然而同时，小尺寸规格无源元件(如0402和0201)自动电装难度大，且焊点质量难以保证。多层板内埋无源元件技术可以克服这些问题，在高端产品(比如手机)制造中可有广阔应用。随着元件越变越小，制造商和组装者在这类印制板的制造、组装、检验、操作和费用控制等方面面临着许多挑战。由于减少了焊点数量，内埋无源元件更加可靠。同时，内埋式元件增加了线路密度，提升了电子设备的电气性能和功能。虽然内埋无源元件有很多优势，但是依旧有一些问题，包括断裂分层及各种埋置元件的稳定性问题。因为内埋元件通常需要多层叠构设计，而不同材料的CTE不匹配将会产生较大的热应力。与分立式元件不同，有缺陷的内埋式元件无法替换，这意味着即使一个小元件出现问题也会造成整个线路板报废。所以，保持元件长期稳定和可靠，是制造商运用这一技术的关注点。

内埋无源元件的概念在很多年前就已出现在线路板行业内。上世纪60年代末，第一次试验制作内埋电容；上世纪70年代初，开始应用NiP和NiCr层制作内埋薄层电阻；到目前为止，已开发了许多其他用于制作内埋式无源元件的材料。另外，上世纪90年代后期，CTS、3M、Oak Mitsui、Sanmina-SCI和其他公司也开始研发内埋无源元件和材料。目前，内埋薄膜电阻和材料已发展得较为成熟，代表公司有DuPont电子技术、Ohmega、Ticer、Sheldahl、W.L.CORE&ASSOCIATE和Georgia技术研究所。到本世纪，亚洲地区也开始了此项技术的研究。目前，内埋技术应用范围依旧很小，大多用于军事、航空、航天等电子产品领域。尽管如此，高度发达却不昂贵的民用电子产品对该技术的需求在不断增长，如手机、笔记本电脑和网络设备等，内埋无源元件技术由此受到广泛关注，并再一次成为焦点，被认为将是印制板发展的下一个关键技术。