비유전율 (Dielectric constant - D K ) 1. 유전율 (permittivity) 이란 ? 외부의 전기적 신호에 대한 부도체내의 분자들의 분극현상의 정도 를 말하며 값이 작을 수록 절연성이 좋다. 진공상태의 유전율 ( 혹은 공기의 유전율 ) 은 ε 0.

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1 비유전율 (Dielectric constant - D K ) 1. 유전율 (permittivity) 이란 ? 외부의 전기적 신호에 대한 부도체내의 분자들의 분극현상의 정도 를 말하며 값이 작을 수록 절연성이 좋다. 진공상태의 유전율 ( 혹은 공기의 유전율 ) 은 ε 0 로 표시하고 그 값은 8.85×10 -12 C 2 N -1 m -2 이다. 2. 비유전율 (dielectric constant) 우리가 흔히 사용하는 유전율이란 사실 비유전율을 의미하며 측정체의 유전율과 진공 유전율의 비를 나타낸다. 대체로 우리가 사용하고 있는 절연체의 경우 대개 2 에서 10 정도의 값을 갖는다 ( 공기의 비유전율은 1). 비유전율은 대체로 온도에 증가함에 따라 증가하며, 특히 임계온도에서는 급격하게 증가하는 경향을 보이며, 측정 주파수에 따라서도 달라진다. 이러한 절연체의 온도, 주파수 의존성은 절연체의 종류에 따라 달라진다. 유전율 정보전자소재연구소

2 3. 비유전율이 중요한 이유 PCB 의 동작에 있어 절연체의 유전율이 작을수록 신호의 처리속도는 빨라지고 전송손실은 줄어든다. 이를 다음 식으로 설명할 수 있다. 신호의 운반속도 V ∝ C/(ε) 1/2 신호의 운반손실 α ∝ α( 도체손실 ) + α( 운반손실 ) α( 도체손실 ) ∝ R(f)× (ε) 1/2 α( 운반손실 ) ∝ (ε) 1/2 ×tanδ×f (tanδ - 유전정접 f - 주파수 ) 때문에 신호처리 속도를 향상시킨 Rambus-DRAM 과 같은 차세대 메모리를 장착한 PCB 의 경우 저유전 원판이 필수적이다. 원재료 FR-4 BT Cynate ester Polyimide Teflon 비유전율 4.7 3.9 3.0 4.3 2.4 상대신호전송속도 100 109 126 104 141 tan  상대신호전송손실 100 51 44 80 5 0.018 0.010 0.010 0.015 0.0012 원판의 유전율과 tan  값의 변화에 따른 전송속도와 전송손실 비교 정보전자소재연구소 유전율

3 ∴ D k = D kG * (D kE / D kG ) V E D k : 유전율 D k E : epoxy 유전율 D k G : G/F 유전율 V E : epoxy 의 부피율 d E : epoxy 의 밀도 d G : G/F 의 밀도 R/C: 수지함량 Lichtenecker equation : lnD k = V E lnD k E + V G lnD k G 4. 유전율에 대한 R/C 의 영향 PCB 용 동박적층판의 유전율은 수지인 에폭시와 기재인 유리섬유 (g) 의 부피비에 따라 달라지며 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. 정보전자소재연구소 유전율

4 정보전자소재연구소 5. 글래스 패브릭의 종류 및 특성 유전율

5 정보전자소재연구소 LGE451 E-Glass NE-Glass 4.0 6.6 4.4 원재료 유전율 비 중 ※ 유전율 : 수지의 유전율은 실험에 의해 얻어진 복합재의 유전율과 G/Fabric 의 유전율을 이용해서 수식으로 구해진 값임.(G/Fabric : Maker 제공자료 ) 6. LGE451 의 유전율에 대한 글래스 패브릭의 영향 : NE-glass 를 사용함으로써  Dk 값을 낮출 수 있다. 1.3 2.54 2.3 a) E-glass 를 이용했을 때의 유전율 ( 계산값 / 측정값 ) 4.46 4.69 4.91 계산값 4.9~5.00.5942 4.40.7864 4.6~4.70.6852 측정값 VeR/C(%) 4.09 4.13 4.17 계산값 -0.5642 -0.7664 4.220.6652 측정값 VeR/C(%) b) NE-glass 를 이용했을 때의 유전율 ( 계산값 / 측정값 ) 유전율

6 정보전자소재연구소 Catalog 값 측정값 High Tg 저유전율 소재 (Epoxy 계 )

7 정보전자소재연구소 LGE481-LD 의 R/C 에 유전율 변화

8 정보전자소재연구소 LGE481-LD 의 특징 LGE 481-LD 는 Epoxy 수지만을 이용 High Tg & Low Dk 인쇄회로기판을 구현 1. 가격경쟁력이 있다. 2. Low Dielectric Constant & Low Dissipation Factor 3. High Tg : >210 o C (by TMA) 4. Low z-axis CTE(  2) Low z-axis expansion (50 ~ 260 o C) 5. Low  Dk 구현가능 NE-glass 를 이용 6. High Thermal Resistance High Tg 저유전율 소재 (Epoxy 계 )

9 LGE-481S, SD 물성표 ( 0.2T ) 정보전자소재연구소 - LGE-481S, SD 제품에 대한 물성 데이터는 다음과 같다. ( 비교 : MGC CCL-HL830, Nelco N4000-13 ) ItemUnitConditionCCL-HL830N4000-13 Ply-up--2116 × 2 Base Resin--BT + Epoxy CE + SMA + Epoxy MOT ℃ -140130 DSC Tg ℃ 10 ℃ / min 180210 Z-axis CTE% 50 ~ 288 ℃ 3.8%3.5 % Peel Strength UL flammability Solder Resistance Dk / Df (56% R/C) kN / m - sec - A A 288 ℃ 1 MHz 1.701.42 94V-0 Over 180Over 300 4.2 / 0.0113.9 / 0.009 LGE-481SLGE-481SD 2116 × 2 CE + Epoxy CE + SMA + Epoxy UL 신청 중 200 3.4% 1.761.60 94V-0 Over 300Over 240 4.2 / 0.0113.9 / 0.008 BGA Substrate 용 소재 (Cyannate ester 계 )

10 정보전자소재연구소 Green 소재 (Halogen Free) 개발 LG 화학 정보전자소재 연구소

11 정보전자소재 연구소 Green 원판 시장동향 - 2002 년 말부터 형성되어 2004 년에 활성화 될 것으로 예상 시장규모 (2004 년 기준 ) - 세계 : ~ 5000 억원 - 국내 : ~ 500 억원 시장상황

12 정보전자소재 연구소 1. 당사에서 자체적으로 개발, 합성한 난연 에폭시를 사용하여 개발 2. 반응형 인계 난연제를 도입하여 원판의 물성저하 방지 3. 난연성이 우수한 epoxy 수지를 도입하여 낮은 난연제 함량에서 난연성 확보 4. 무기 filler 를 사용하지 않음으로써 PCB 공정상에서 filler 를 사용하는 타사 제품보다 drill 마모도를 줄일 수 있음 5. 경쟁사와 동등 또는 그 이상의 물성확보를 목표로 하였음 6. 안정적인 UL94-V0 난연성을 확보 LG Green 소재 특징 ( LG-E-481G ) n Cresol Novolac Epoxy + HCA

13 정보전자소재 연구소 FR-4 Grade Green 원판 물성 비교 Flammability-AUL94 LG-E-451G 특성단위조건규격 LG-E-451 MCL-RO-67G (Hitachi) V0 Tg ℃ TMA 10 ℃ /min. 148 ~ 152 140 ~ 160 40 ~ 50 200 ~ 250 CTE : Z direction ppm/ ℃ TMA Tg ＞ α1 Tg ＜ α2 59 294 30 ~ 45 150 ~ 220 ~ 5.1 유전율 -1MHz< 5.54.75.1 ~ 5.3 Peel StrengthN/mm1/2 oz> 1.01.4 1.3 O.K. 1.2 ~ 1.4 V0 Solder Resistance (solder floating) sec. 260 ℃ 288 ℃ > 30 > 10 > 600 > 180 136 >120

14 정보전자소재연구소 Integral Passive Components for Next Generation LG 화학 정보전자소재 연구소

15 정보전자소재연구소 Introduction Schematics of (a) discrete, (b) integrated, (c) Integral passive devices Market Segments (IPC1999) R R R R L C L L L C C C (a) (b) (c) Telcom (50%) Workstations (26%) Networks (22%) 기타 (2%) Passive components (worldwide) :US$ 25 bil.

16 정보전자소재연구소 Materials 1. Embedded Capacitors Industry/Institution Materials Approach Max. Dk Max. Capa. (nF/cm 2 ) HADCO epoxy composite Impregnation ~550 pf/in 2 3M polymer/ceramic Roll-to-roll process - 10 Dupont polyimide/ceramic nanocomposite - 3-100 nf/in 2 Intarsia Al 2 O 3 MCM-D - 50 G. I. T epoxy/ceramic nanocomposite 74 22 M. I. T electroactive polymer synthesis 300,000 - Penn State PVDF chemical modification 11 -

17 정보전자소재연구소 Embedded Capacitors 1. ZBC-2000 (Hadco 제품 ) Double treated copper foil (HTE: min. elong. 6%) 106 or 6060 glass FR4 Tetra (enhance AOI inspection and UV blocking) Thickness: 0.0002 in (0.0508mm)

18 정보전자소재연구소 Embedded Capacitors 2. Polymer/ceramic nanocomposites (Dupont, G.I.T) Capacitor layer : 1) epoxy or polyimde nanocomposites 2) filler:PbMnNi-PbTb, BaTiO 3, PbZrO 3 FR4 Tetra (enhance AOI inspection and UV blocking) Dielectric layer PWB CU Dk as a function of filler contentCapacitance as a function of electrode area

19 정보전자소재연구소 Materials 2. Embedded Resistors Industry/Institution Materials Approach Range of values, ohm sq -1 Omega ply NiP alloy electroplate 200-500 Intarsia 10-100 AT & T 8-20 G. I. T. Ni-P/Ni-W-P electroless plate 10-50 epoxy/ceramics nanocomposites 3. Embedded Inductors Industry/Institution Materials Approach Range of values, ohm sq -1 Motorola electroplated Cu on chip L=4, Q=20, f=1.5 GE Cu line, 8 um thick electroplate L=6-229, Q=30 G. I. T. polymer/ceramics nanocomposites -

20 LG Chem / CCL Div. Glass Charactristics ＊ High Density Pattern ＊ High Speed Pattern ● Low Dk ● Low Df NE Glass CAF Surface Smoothness Laser Drillability SP Cloth SS Cloth Ultra thin Fabric 101 Cloth Kaisen 주 1) CAF : Conductive Anodic Filament 참고 ) Nittobo G/F 자료집 주1주1

21 G/F Style Yarn Counter (Warp×Fill) (inch×inch) Yarn Nomenclature (Warp×Fill) Nominal Thickness (mm) Weight (g/ ㎡ ) 10656 × 56 D 900 1/0 × D 900 1/00.03324.4 Weight Tolerance ±1.4 108060 × 47 D 450 1/0 × D 450 1/00.053 46.8 ±2.4 231360 × 56 E 225 1/0 × D 450 1/00.084 81.4 ±3.8 211660 × 58 E 225 1/0 × E 225 1/00.094 103.8 ±4.8 150460 × 50DE 150 1/0 × DE 150 1/00.135 148.0 ±7.4 762844 × 34G 75 1/0 × G 75 1/00.180 210 ±7.3 Remark±4 × ±4 단순 참조치임 - - 하기 참조 - G : Filament Diameter : G=9 ㎛ (#7628), E=7 ㎛ (#2116), D=5 ㎛ (1080) - 75 : Standard Weight : 숫자 × (yds/lbs*100) - 1/0 : No. of single strands twisted together / No. of strands plied together LG Chem / CCL Div. Glass Charactristics

22 LG Chem / CCL Div. Glass Charactristics ■ LG-B-451 물성 제품명 R/C (%)R/F (%) #800048 ± 225 ± 5 #600057 ± 235 ± 5 #762843 ± 2 20 ± 5 #150451 ± 225 ± 5 #211652 ± 230 ± 5 #231356 ± 233 ± 5 G/T (sec) 120 ± 20 125 ± 20 125 ± 15 TETRA (LG-B-451) S/F (mm) 0.20 ± 0.02 0.13 ± 0.02 0.18 ± 0.02 0.15 ± 0.02 0.12 ± 0.02 0.08 ± 0.02 #7628 #2116 #7628 #1504 #2116 #2313 G/F TYPE #108062 ± 235 ± 5 #10675 ± 245 ± 5 125 ± 20 145 ± 20 0.06± 0.02 0.05 ± 0.02 #1080 #106

23 G/F 두께 (mm) = 41.29×ρ G/F (g/cm 3 ) G/F 중량 (g/64in 2 ) P/P 중량 (g/64in 2 )×R/C(%) 수지두께 (mm) = 41.29×ρ R (g/cm 3 ) ■ 총두께 (mm) = G/F 두께 (mm) ＋ 수지두께 (mm) LG Chem / CCL Div. Glass Charactristics ※ 참고 : 절연층 두께 계산 원재료 물성표

24 LG Chem / CCL Div. 1. HTE (High Temperature Elongation) 동박 가. 정의 : 다층 회로 기판 제조시 고온에서 발생하는 crack 을 최소화 할 수 있는 고온 고연신율 동박. 나. 특성 ① Multilayer / Mass Lamination 에 응용되는 동박 ② 고온에서 높은 연신율을 유지하므로 내층 동박의 Cracking 방지. ☞ CCL 의 일반적인 고온시의 수축팽창율이 4 ~ 5% 인데 비해, 기존의 STD 동박의 수축팽창율은 저온 시 2% 이상으로 규정되어 고온에서의 CCL/ 동박의 기재간의 수축팽창율의 Gap 이 존재 ③ 우수한 열적 특성으로 Dimensinal 안정성이 우수해짐. ④ Etchability 우수해짐. 다. 문제점 ① 신축 보정율 차이가 일반 동박 사용제품과 비교시 많이 차이가 남. ☞ 일반 제품과 혼입 금지 ② 박판의 경우 취급 시 구김, 접힘 등의 불량 발생 가능성이 높음 ☞ 취급 시 주의 요망 HTE Copper

25 LG Chem / CCL Div. 2. STD 와 HTE 동박의 특성비교 HTE Copper 참고 ) IPC Specification IPC Grade Not Applicable 3 Gauge Thickness ( ㎛ ) 18 70 35 21.11 28.14 Tensile Strength (kg/ ㎟ ) 23 ℃ 35 Mechanical Properties Type STD HTE 2 2 3 3 3 Elongation (%) 10.50 14.07 Tensile Strength (kg/ ㎟ ) 180 ℃ 2 3 2 Elongation (%) 1

26 Area Weight Tensile Strength Elongation Peel Strength at 25 ℃ A at 180 ℃ S2/S4 kg/ ㎟ % Kg/cm % 41 13 15 20 g/ ㎡ at 25 ℃ at 180 ℃ 40 16 25 kg/ ㎟ 35.7 10 1.5 18.36 5 1.5 153 16 6 298 10.55 2 - 4 153 21.09 3 14.06 2 295 28 ↑ 6 ↑ 1.4 ↑ 20 ↑ 2 ↑ 1.0 ↑ 153±5 28 ↑ 10 ↑ 1.8 ↑ 20 ↑ 3 ↑ 1.2 ↑ 285± 7 ITEMUnit H Oz1 Oz JEC H Oz1 Oz FUKUDA H Oz1 Oz NIPPON DENKAI H Oz1 Oz LG 전선 HTE LG Chem / CCL Div. 3. 업체별 HTE 동박의 특성비교 HTE Copper STCSHTE Class Ⅲ -- -- -- -- -- - - - - HTE 급 참고 ) STCS : Super High Temperature Elongation Composite Board 用, FPC 用