一种用于Mini LED背板的覆铜板制备与性能研究

李凌云 刘 政 刘俊秀 姜晓亮

（山东金宝电子股份有限公司，山东 招远 265400）

0 前言

我国在电视、显示器、可穿戴设备、车载显示等终端需求旺盛的驱动下，Mini LED（迷你发光二极管）行业有望在未来几年迎来快速增长期。Mini LED尺寸与常规对比如图1所示，在Mini LED轻薄化的前提下，显示和背光效果的高要求对PCB背板的厚度均匀性、平整性、对准度等加工精度都提出了新的挑战，再加上PCB背板上有大量的LED芯片和驱动IC（集成电路），这就需要背板的Tg（玻璃化转变温度）点要高，而PCB背板在Mini LED加工过程中需要受到各种外力，保持背板的厚度均匀性、尺寸稳定性等非常重要。现阶段，用于Mini LED背板的覆铜板也必须解决这些问题。

图1 LED尺寸与常规对比图

现在市面上应用于Mini LED背板上的覆铜板多为进口，本文介绍了一种采用的抗紫外线型环氧树脂、BT树脂（双马来酰亚胺—三嗪树脂）和SMA（苯乙烯—马来酸酐无视共聚物）树脂为主体树脂，配合六氢苯酐等小分子物质，采用抗紫外线抗辐射的填料，制得的覆铜板可以满足此应用。

1 覆铜板制备

1.1 主要原材料

环氧树脂，改性BT树脂，SMA树脂，六氢苯酐，含磷阻燃剂，助剂，溶剂，填料等，电子级玻纤布，18 μm电解铜箔，这些均为工业品。

1.2 仪器与设备

搅拌器，上胶机，压机，检测设备如热机械分析仪，差示扫描热量仪，测色仪等。

1.3 胶液配制及CCL（覆铜板）制备

（1）制备胶液：将一定比例的环氧树脂、改性BT树脂、SMA树脂、六氢苯酐、含磷阻燃剂、助剂、溶剂、填料等乳化搅拌均匀；

（2）将电子级玻璃纤维布浸渍在步骤（1）制得的树脂后，经过100～200 ℃的上胶机，制得半固化片；

（3）取若干张步骤（2）制得的半固化片叠加在一起，双面各覆有一张铜箔，得板材；将板材与不锈钢板上下对应叠合，送入真空压机，在100～250 ℃、6.86～14.7 Mpa条件下热压150～300 min，制得用于mini LED背板的覆铜板。

2 测试与表征

参考IPC等标准及检测方法，主要测试项目及方法如下：

（1）Z-CTE及热分层时间T288：热机械分析法（TMA）；

（2）反射率：测色仪，根据T/CPCA 4107—2018标准；

（3）玻璃化转变温度Tg：差示热量扫描仪（DSC）；

（4）铜箔剥离强度：剥离强度测试仪，按IPC—TM—650 2.4.8方法；

（5）燃烧性：燃烧试验箱（UL94）。

3 结果与讨论

3.1 覆铜板基本性能

制得的覆铜板具有优异性能，具体如表1所示。

表1 覆铜板基本性能表

3.2 覆铜板耐热性能分析

3.2.1 玻璃化转变温度（Tg）特性

制得的覆铜板具有很高的Tg值，如图2所示，用DSC（差示扫描仪）测试可达220 ℃以上。

图2 覆铜板Tg测试曲线图

3.2.2 热分层时间T288

如图3所示，覆铜板具有很长的热分层时间，T288＞120 min，说明板材具有优异的耐热性能，可满足PCB加工中抗树脂分层。

图3 覆铜板T288（带铜）测试曲线图

3.2.3 热膨胀系数Z-CTE

如图4所示，覆铜板具有很低的热膨胀系数，适应Mini LED背板使用时对对准度和加工精度的要求。

图4 覆铜板Z-CTE测试曲线图

本配方中改性BT树脂具有极低的热膨胀系数（CTE），适应Mini LED背板使用时对对准度和加工精度的要求；SMA树脂能大大提高覆铜板的Tg值和热变形温度；六氢苯酐是小分子酸酐，提高了交联密度，可以提高其耐热性，以及减少自由体积从而提高韧性和降低吸水性，制造出的PCB在高温无铅焊过程中产生的应力有所减少，Tg也更高。

3.3 反射性能

图5为测色仪工作示意图，本覆铜板的高反射率保证了独立灯珠的亮度。

图5 测色仪工作示意图

3.4 抗剥性能

覆铜板的铜箔抗剥离强度按行业标准IPC—TM—650中2.4.8的方法，符合要求。

3.5 阻燃性能

覆铜板的阻燃性能符合UL94标准的最高级别为V—0级别。

4 结语

实验结果表明此配方制得的覆铜板板材CTE（热膨胀系数）低至1%，Tg高达220 ℃，T288>120 min，反射率（A态）>90%，适应Mini LED对耐热和尺寸稳定性等的要求，大大提高了封装效率和PCB板可靠性。