汽车电子用高可靠性覆铜板的性能

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1、汽车电子PCB用覆铜板的性能提高——特殊性能CCL的发展综述之二摘要：随着PCB在应用市场领域的不断扩大，对所使用的基板材料性能提出了许多特殊的要求。本篇围绕着汽车电子产品用CCL话题，以松下电工公司此类CCL为研究的主要对象，综述它的可靠性确保、提高方面的技术新进展。关键词:热膨胀系数覆铜板印制电路板DevelopmentofperformanceaboutPCBbasematerialsusedinautomotiveelectron------ReviewofdevelopmentaboutspecialCCL

2、(2)ZHUDATONGAbstract:ThemarketofPCBisenlarging,anddemandsmoreandmorespecialperformancetobasematerialsusedinPCB.Inthepaper,coppercladlaminateusedinautomotiveelectronfromMatsushitaElectricWorkswasintroduced.Atthesame,guaranteeofreliabilities,developmentoftechnolo

3、gywerereviewed.Keywords:coefficientofthermalexpansion（CTE）;coppercladlaminate（CCL）;PrintedCircuitboard（PCB）上篇曾经研究、讨论了汽车电子产品中用覆铜板（CCL）的高散热性的制造技术进展，本篇围绕着汽车电子产品用CCL话题，以松下电工公司的此类CCL为研究对象，综述一下它的可靠性性能的确保、提高方面的技术新进展。1．汽车电子产品对PCB的电子安装可靠性提出了更严厉的要求当前汽车制造技术的进步非常明显的表现在它的更安

4、全、更环保、更快捷便利实现方面。这三方面发展都密切需要在汽车上进一步的电子信息化，因此，电子产品在汽车上的应用也在迅速的扩大。例如在汽车的控制系统（变速器和动力转向等），过去都是以油压控制（即机械控制）的方式，而现今已经开始研究、应用ECU（ElectricControlUnit）控制。并且这种ECU控制方式，还会将在汽车的其它驱动部位中得到多样化的更快普及和发展。从ECU搭载在汽车上的数量变化来看，今后还会有很大的增加。为了充分扩大小轿车内的空间，搭载ECU的空间被压缩得很小，加之它长时间运行在高温中（很多ECU是

5、安装在发动机的周围），工作环境条件也非常严酷。为此，就使得用于ECU的PCB基板材料要具有“三高”的特性：高耐热性、高可靠性、适应高密度布线性。小轿车工作室内的长期环境温度一般在85—100℃，在发动机部位长期环境温度高达到125℃—150℃。汽车电子产品用PCB要达到高可靠性，需要通过较为苛刻的环境试验。其6试验条件为：—55℃150℃。在此条件下进行冷热循环试验，要求达到数千次的循环后无故障（短路、绝缘性破坏等）发生。以ECU为典型代表的汽车电子的PCB用CCL，在提高其可靠性的同时，还面临着保证高耐热性、适应高

6、密度布线性的制约。因此解决CCL这一高可靠性课题的着眼点，主要是降低CCL的热膨胀系数（CTE）。具体讲，在汽车电子用CCL的CTE方面，更强调把握板的面方向（X、Y方向）CTE的降低，及板的厚度方向（Z方向）CTE的降低。而实际上，在解决此两个方向CTE的降低上，往往在采用的手段上会遇到“相克”的情况。因此，在满足高耐热性、高密度布线性的前提下，同时降低X、Y方向和Z方向的CTE，已成为当前CCL业需要攻克的一个难题。汽车电子用PCB可靠性与提出CCL性能的关系见图1。图1汽车电子用PCB可靠性与提出CCL性能的关

7、系2.对汽车电子用CCL降低CTE的认识与研究2．1CCL确保PCB可靠性所表现出的两个侧面松下电工公司很早就介入汽车电子用CCL的开发、应用研究工作，其中解决这类CCL降低热膨胀系数的问题上，一直是此类CCL产品开发中的重点。他们提出，提高汽车电子用CCL的可靠性，实际上主要达到两方面的可靠性：一方面，是用这种CCL制出的PCB需要确保装联元器件后的焊锡部位的电气连续可靠性；另一方面，用这种CCL制出的PCB需解决提高导通孔连接的可靠性。[1]实现附有焊锡部位的电气连续高可靠性，其中一个重要手段是使所用的PCB基板

8、材料在面方向（X、Y方向）上的CTE要小。这是因为，一般电子元件的CTE要小于与基板材料的CTE。在PCB上装联元器件时，基板材料会受到高温的热冲击时，由于电子元器件与CCL在CTE上的差异增大，而产生热应力（见图2）。这种应力达到一定的限度后就会使焊锡间产生裂纹，造成断线、虚接等不良接合的现象。如果元器件与CCL两者的CTE相差较小，在受到热