国内外高频微波板材概况

芬里安 2018-10-15

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国内，除了上述谈到的704厂LGC-046改性聚苯醚板材外，泰州高频覆铜箔板材厂TF-2、F4B、F4BK高频微波、聚四氟乙烯板材亦卖得很红火。据说，北京、长三角、广东亦有多间企业在启动、开工。

国外，主要板材供应商有：欧美Rogers、Arlon、GIL Taconic、Metclad、Isola、Polyclad，日本Asaki、Hitach、ehemical、Chukok等，已形成约高频微波用的纸130个不同介电常数的品种。

目前的国内外差距：品种、质量稳定一致性、价格；国外大客户认可中国产品有一定难度，等等。

板材厚度，使用1.5~1.6mm的不多，而0.5、0.8、1.0mm则是比较普通，主要考虑是成本。Teflon板材价格是普通FR4的5~10倍，批量采购亦需约100美元/m2，零星购买需几百美元/m2。

小结：高频微波板材应当是高新科技的新品种，随着通信、计算机不断向高频高速发展，未来用途必定会越来越广，越来越大。板材价格亦高，有较大的利润空间，这种产品是有光明前途的。

二、然后再说说金属铝基板

1.为什么使用金属基印制板？

（1）散热性
目前，很多双面板、多层板密度高、功率大，热量散发难。常规的印制板基材如FR4、CEM3都是热的不良导体，层间绝缘，热量散发不出去。电子设备局部发热不排除，导致电子元器件高温失效，而金属基印制板可解决这一散热难题。
（2）热膨胀性
热胀冷缩是物质的共同本性，不同物质CTE(Coefficient of thermal expansion)即热膨胀系数是不同的。
印制板是树脂+增强材料（如玻纤）+铜箔的复合物。在板面X-Y轴方向，印制板的热膨胀系数（CTE）为13~18 PPM/℃，在板厚Z轴方向为80~90PPM/℃，而铜的CTE为16.8PPM/℃。片状陶瓷芯片载体的CTE为6PPM/℃，印制板的金属化孔壁和相连的绝缘壁在Z轴的CTE相差很大，产生的热不能及时排除，热胀冷缩使金属化孔开裂、断开，这样机器设备就不可靠了。
SMT（表面贴装技术）使这一问题更为突出，成为非解决不可的问题。因为表面贴装的互连是通过表面焊点的直接连接来实现的，陶瓷芯片载体CTE为6，而FR4基材在X-Y向CTE为13~18，因此，贴装连接焊点由于CTE不同，长时间经受应力会导致疲劳断裂。
金属基印制板可有效地解决散热问题，从而使印制板上的元器件不同物质的热胀冷缩问题缓解，提高了整机和电子设备的耐用性和可靠性。
（3）尺寸稳定性
金属基印制板，显然尺寸要比绝缘材料的印制板稳定得多。铝基印制板、铝夹芯板，从30℃加热至140~150℃，尺寸变化为2.5~3.0%.
（4）其它原因
铁基印制板，具有屏蔽作用；替代脆性陶瓷基材；放心使用表面安装技术；减少印制板真正有效的面积；取代了散热器等元器件，改善产品耐热和物理性能；减少生产成本和劳力。

2.简史

金属基印制板作为印制板的一个门类，60年代初开始采用，美国首创。1963年美国Ves Ierm Electrico公司作成了铁基夹芯印制板，在继电器上应用，1964年美国的金属基印制板已达到100万块。全国覆铜板行业协会编写出版的《印制电路用覆铜箔层压板》一书（2001.10）说1969年日本三洋公司首先发明了铝基覆铜板的制造技术，1974年开始应用于STK系列功率放大混合集成电路上，这一点同我查找的文献说法不一样。不管如何，是60年代美日首先使用金属基印制板的。

日本六七十年代通产省作了很多调查，认可PCB使用面临的难题是高密度组装时，元器件装配密度高，散热性是个大问题。普通的纸质、玻璃布、环氧覆铜板属绝缘材料，热传导率小，不宜作散热用，多层板层数多、密度高、功率大时，热量必定排除不出去。因此，必须使用金属基印制板。日本住友、松下电工等公司推出了很多商品化了的金属基覆铜板。

80、90年代，金属基板在全球各国被广泛采用，估计全球金属基印制年产值约二十亿美元。日本1991年产值为25亿，1996年为60亿，2001年增长到80亿日元。美国贝格斯（Bergquist）是专门作铝基覆铜板的公司，声称每年销售这类板材3000万美元，在美国占有市场份额过一半以上。美国德克萨斯（Texax）、克里夫兰（Cleveland）TechTrade等公司对金属基板都作过很多研究，并也出有产品。中国1986年开始，由国营704厂开发了铁基覆铜板，用于军工上。但我查阅过历届全国印制电路学术会上的论文，发现最早的一篇文章是成都1010所1983年11月在第二届全国印制电路学术年会上发表的，题目是“金属基印制电路板制造工艺试验小结”，产品也是用在军品上的。相隔四后后，在1987.9成都全国印制电路第三届学术年会上电子部10所又发表另一篇论文“铝基芯印制板设计、制造和应用”，说明10所和704厂早年对铝基板都作了大量工作。