PCB板材质介绍
PCB板材分类总结印制电路板
PCB板材分类总结印制电路板印制电路板（Printed Circuit Board，简称PCB）作为一种重要的电子元器件，广泛应用于电子设备中的信号传输、功率传输、电磁屏蔽等方面。
根据不同的材料和工艺特点，PCB板材可以分为多种类型。
下面将对主要的PCB板材分类进行总结。
1.基础材料分类：- 硬质金属基板：如铝基板（Aluminum Base Board，简称AB），铜基板（Copper Base Board，简称CB）等。
这种基板具有良好的散热性能和机械强度，广泛应用于LED照明、通信设备等领域。
- 有机纤维素基板：如玻纤板（Glass Fiber Board，简称FR4），它是一种具有玻璃纤维增强材料的有机复合材料。
FR4具有优良的电气性能、机械强度和耐热性，是最常见的PCB板材。
- 高分子基板：如聚酰亚胺板（Polyimide Board，简称PI），这种基板具有优异的耐高温性能和耐化学性能，适用于高温环境下的应用，如航空航天、汽车电子等领域。
- 低介电常数材料：如PTFE（Teflon）板，这种基板具有低介电常数、低耗散因数和优良的高频性能，适用于高速传输和射频电路。
2.高频板分类：-PTFE板：PTFE是一种聚四氟乙烯材料，具有低介电常数和低损耗的特点，适用于高频高速传输和射频电路设计，是高频电路板的首选材料。
-RO4003C板：RO4003C是一种特殊的PTFE复合材料，它不仅具有PTFE的优点，还加入了陶瓷填料，提高了板材的介电常数和温度稳定性。
-PPO板：PPO是一种聚苯醚材料，具有优良的介电性能和稳定性，适用于高频电路和高速信号传输。
3.高频有源器件应用板材分类：-陶瓷基板：陶瓷基板由陶瓷材料制成，具有优异的导热性能和耐高温性能，适用于高功率射频器件和微波通信设备。
-金属陶瓷基板：金属陶瓷基板由金属材料与陶瓷材料复合而成，既具有金属的导电性能，又具有陶瓷的优异性能，适用于高频有源器件的封装。
pcb是什么材料
pcb是什么材料PCB是印刷电路板（Printed Circuit Board）的简称，它是一种用于支持和连接电子组件的基础材料。
PCB通常由一层或多层绝缘材料和覆盖在其上的导电层组成。
在现代电子设备中，PCB扮演着至关重要的角色，它是电子产品中不可或缺的一部分。
PCB的材料是指用于制造PCB的基础材料，包括绝缘材料和导电材料。
绝缘材料通常是用于PCB基板的基础材料，而导电材料则是用于形成电路连接的材料。
不同的PCB材料可以满足不同的需求，例如高频电路、高速电路、高密度电路等。
常见的PCB材料包括FR-4、铝基板、陶瓷基板、聚酰亚胺基板等。
FR-4是一种玻璃纤维增强的绝缘材料，它具有良好的机械性能和电气性能，适用于大多数一般电子产品。
铝基板具有优良的散热性能，适用于需要散热要求较高的电子产品。
陶瓷基板具有优异的高频特性和高温特性，适用于无线通信、雷达、卫星通信等高频电路。
聚酰亚胺基板具有优异的耐高温性能和机械性能，适用于高密度电路和高可靠性电子产品。
除了基础材料外，PCB的导电材料也是至关重要的。
常见的导电材料包括铜箔、银浆、碳墨等。
铜箔是最常用的导电材料，它具有良好的导电性能和焊接性能，适用于大多数PCB制造。
银浆是一种高导电性的导电材料，适用于一些特殊要求的电子产品。
碳墨是一种环保型的导电材料，适用于一些特殊要求的电子产品。
总的来说，PCB的材料是多种多样的，不同的材料适用于不同的电子产品和电路设计。
选择合适的PCB材料可以有效提高电子产品的性能和可靠性。
在PCB设计和制造过程中，合理选择材料并严格控制制造工艺，可以确保PCB的质量和可靠性。
因此，对于PCB制造商和电子产品设计者来说，了解不同PCB材料的特性和应用场景是非常重要的。
在未来，随着电子产品的不断发展和智能化趋势的加速推进，PCB的材料将会不断向着高性能、高可靠性、高密度、高频率、多层化等方向发展。
因此，PCB 材料的研究和应用将会成为电子行业的重要发展方向之一。
pcb原材料
pcb原材料
PCB原材料，即印制电路板的制作材料，通常包括基板、金
属箔、印刷油墨、焊膏、覆盖膜等。
下面将对这些主要的
PCB原材料进行详细介绍。
1. 基板： PCB基板是电子元器件连接和固定的主要载体，通
常采用玻璃纤维增强材料，如FR-4。
FR-4是一种强度高、绝
缘性能好的材料，具有良好的机械强度和热稳定性。
2. 金属箔： PCB上的导电层通常由铜箔制成。
铜箔在PCB制
作过程中起着导电和连接电路的作用。
一般情况下，厚度为
1oz的铜箔是最常用的选择，在许多情况下，需要使用更厚的
铜箔以增加电流承载能力。
3. 印刷油墨： PCB制作过程中，需要通过印刷方式将电路图
案印在基板上，这就需要使用印刷油墨。
印刷油墨通常由树脂、溶剂和颜料组成，其主要作用是提供很好的附着力，并形成导电膜。
4. 焊膏：焊膏是PCB制作过程中的重要组成部分，其主要作
用是在焊接元器件时提供焊点。
焊膏是一种含有活性助焊剂的胶状材料，一般采用石蜡或合成树脂作为基础材料，并添加一定比例的活性剂和流动剂。
5. 覆盖膜： PCB制作完成后，为了保护电路和焊点，通常需
要在表面覆盖一层保护膜。
覆盖膜通常由聚合物材料制成，包括聚酰亚胺、环氧树脂、聚丙烯等。
覆盖膜可以提供保护层，
防止电路受到外界的损害，同时也可以起到绝缘和防潮的作用。
以上是PCB制作过程中常用的几种原材料，它们有着各自不
同的性能和优势，以满足不同的应用需求。
通过不同材料的组合和加工工艺，可以制作出具有较高性能和可靠性的印制电路板。
pcb板材质的种类
p cb板材质的种类
基础材料分类：
硬质板（R i g i d B o a r d）：由固态树脂和增强材料（如玻璃纤维）组成，通常用于常规的刚性电路板。
柔性板（F l e x i b l e B o a r d）：采用柔性材料（如聚酰亚胺）制成，能够弯曲和折叠，适用于需要弯曲或体积较小的应用。
刚柔结合板（R i g i d-F l e x B o a r d）：结合了硬质板和柔性板的特点，可同时满足刚性和柔性需求，常见于复杂的电子设备。
绝缘材料分类：
F R-4：最常见的绝缘材料，由玻璃纤维和环氧树脂构成，具有良好的机械强度和绝缘性能。
聚酰亚胺（P o l y i m i d e）：具有出色的高温稳定性和柔性，适用于高温环境和柔性电路板。
F R-1、F R-2、F R-3：常见的廉价绝缘材料，用于较低要求的应用。
金属材料分类：
铜箔（C o p p e r F o i l）：用于制作电路层和导电路径，常见的厚度有1o z（约35μm）、2o z等。
— 1 —
铝基板（A l u m i n u m S u b s t r a t e）：将铝作为基底材料，用于散热要求较高的电子器件。
特殊材料分类：
P T F E（P o l y t e t r a f l u o r o e t h y l e n e）：具有优异的绝缘性和高频特性，常用于高频电路和射频应用。
高频陶瓷（H i g h-F r e q u e n c y C e r a m i c）：用于高频电路，具有优异的介电性能和低损耗。
— 2 —。
pcb板是什么材料
pcb板是什么材料PCB板是什么材料。
PCB板（Printed Circuit Board）是一种用于支持电子元件的基板，它具有导电路径和连接点，用于通过铜箔等导电材料连接电子元件。
PCB板是现代电子产品中不可或缺的一部分，它的材料选择对于电子产品的性能和可靠性至关重要。
PCB板的主要材料包括基板材料、导电层材料和保护层材料。
基板材料是PCB板的主体，用于支撑和连接电子元件。
常见的基板材料包括FR-4玻璃纤维、铝基板和陶瓷基板。
FR-4玻璃纤维是最常用的基板材料，它具有良好的绝缘性能、耐热性能和机械强度，适用于大多数电子产品的制造。
铝基板具有良好的散热性能，适用于需要高功率和高密度集成的电子产品。
陶瓷基板具有优异的高频性能和耐高温性能，适用于无线通信和高频电子产品。
导电层材料是用于制作PCB板上的导线和连接点的材料。
常见的导电层材料包括铜箔和银浆。
铜箔是最常用的导电层材料，它具有良好的导电性能和加工性能，适用于大多数PCB板的制造。
银浆具有更高的导电性能，适用于高端电子产品的制造。
保护层材料是用于保护PCB板上的导电层和连接点的材料。
常见的保护层材料包括有机覆盖膜、焊膏和阻焊油墨。
有机覆盖膜具有良好的绝缘性能和耐热性能，能够有效保护PCB板上的导电层和连接点。
焊膏用于固定电子元件和导电层之间的连接，同时也具有一定的保护作用。
阻焊油墨用于覆盖PCB板上的不需要焊接的区域，起到隔离和保护的作用。
总的来说，PCB板的材料选择对于电子产品的性能和可靠性至关重要。
不同的材料具有不同的特性和适用范围，制造PCB板时需要根据具体的产品要求和应用场景来选择合适的材料。
随着电子产品的不断发展和创新，PCB板的材料也在不断更新和完善，以满足不同产品的需求。
希望本文能够帮助读者更好地了解PCB 板的材料及其特性，为电子产品的设计和制造提供参考。
PCB线路板原材料材质及参数介绍
PCB线路板原材料材质及参数介绍1.基板材料：基板材料是PCB线路板的主体材料，常用的基板材料有玻璃纤维布（FR-4）、FR-5、高频基板、金属基板等。
其中，FR-4是最常用的基板材料，具有良好的绝缘性能、机械强度和耐热性。
FR-4基板的热稳定性可达到130℃以上，介电常数在4.5-5之间。
2.小分子增强材料：小分子增强材料是为了提高基板材料的性能而添加的物质。
常用的小分子增强材料有光亮剂、抗氧化剂、稳定剂等。
这些材料可以提高基板的表面光洁度、耐热性和耐腐蚀性。
3.铜箔：铜箔是用来制作线路导体的材料，一般采用电解铜箔。
铜箔的厚度常见的有1/3oz、1/2oz、1oz等。
铜箔的厚度越大，导电性能越好，但成本也相应增加。
4.覆铜：覆铜是通过在基板表面镀上一层铜来形成线路导体。
覆铜层的厚度和分布均匀性对线路导通性能有很大影响。
常见的覆铜厚度有1oz、2oz、3oz等。
覆铜层的厚度越大，导通性能越好。
5.阻焊层：阻焊层是防止线路短路和保护基板的涂层。
常见的阻焊材料有聚酰亚胺（PI）、环氧树脂等。
阻焊层的颜色一般为绿色、红色、蓝色等，用来标记不同线路功能。
6.埋孔填充材料：在多层PCB线路板中，为了连接各层之间的线路，需要使用埋孔填充材料。
常见的埋孔填充材料有环氧树脂、聚酰亚胺等。
7.钻孔材料：在制作PCB线路板时，需要进行钻孔操作，常见的钻孔材料有高速钢、硬质合金等。
钻孔材料应具有良好的耐磨性能和切削性能。
8.表面处理材料：表面处理是为了改善焊接性能、提高耐腐蚀性以及提供良好的附着力等。
常见的表面处理材料有化学镀金、化学镀锡、喷锡等。
以上是PCB线路板常用的原材料材料及参数介绍。
不同的应用场景和要求会对这些材料的选择和使用有所区别，但了解这些基本的原材料及其特性对于正确选择和设计PCB线路板具有重要意义。
pcb板的材料
pcb板的材料PCB板的材料。
PCB板（Printed Circuit Board）是电子产品中不可或缺的部分，它承载着电子元件并提供了它们之间的连接。
PCB板的材料选择对于电子产品的性能和稳定性起着至关重要的作用。
在选择PCB板的材料时，需要考虑到电路的复杂性、工作环境、成本和可靠性等因素。
下面将介绍几种常见的PCB板材料及其特点。
首先，FR-4是最常见的PCB板材料之一。
它是一种玻璃纤维复合材料，具有优良的绝缘性能、耐热性和机械强度。
FR-4材料适用于大多数一般性的电子产品，如家用电器、通讯设备等。
它的成本相对较低，是许多电子产品制造商的首选。
除了FR-4，铝基板也是一种常用的PCB板材料。
铝基板具有良好的散热性能，适用于需要高功率和高密度电子元件的产品，如LED照明、汽车电子等。
铝基板的散热性能可以有效降低电子元件的工作温度，提高产品的稳定性和可靠性。
另外，还有一种叫做高频板的PCB材料。
高频板通常采用PTFE（聚四氟乙烯）或者PTFE玻璃纤维复合材料制成，具有优异的介电性能和高频特性。
这种材料适用于无线通讯、雷达系统等高频电子产品，能够有效减小信号传输时的损耗和干扰。
此外，金属基板也是一种常用的PCB板材料。
金属基板通常采用铝或铜作为基材，具有良好的导热性能和机械强度。
金属基板适用于需要高密度布线和散热要求较高的电子产品，如电源模块、电机驱动器等。
最后，还有一种叫做柔性电路板的PCB材料。
柔性电路板采用柔性基材，如聚酯薄膜或聚酰亚胺薄膜，具有良好的柔韧性和弯曲性能。
柔性电路板适用于需要弯曲安装的电子产品，如可穿戴设备、手机等。
综上所述，不同的PCB板材料具有不同的特点和适用范围。
在选择PCB板材料时，需要根据产品的特性和要求进行综合考虑，以确保电子产品具有良好的性能和稳定性。
同时，随着技术的不断发展，新型的PCB板材料也在不断涌现，为电子产品的设计和制造提供了更多的选择。
PCB板材质介绍
PCB板材质及参数介绍PCB电路板板材介绍：按品牌质量级别从底到高划分如下：94HB－94VO－22F－CEM-1－CEM-3－FR-4详细参数及用途如下：94HB：普通纸板，不防火（最低档的材料，模冲孔，不能做电源板）94V0：阻燃纸板（模冲孔）22F：单面半玻纤板（模冲孔）CEM-1：单面玻纤板（必须要电脑钻孔，不能模冲）CEM-3：双面半玻纤板（除双面纸板外属于双面板最低端的材料，简单的双面板可以用这种料，比FR-4会便宜5~10元/平米）FR-4: 双面玻纤板阻燃特性的等级划分可以分为94VO－V-1 －V-2 －94HB 四种半固化片：1080=0.0712mm，2116=0.1143mm，7628=0.1778mmFR4 CEM-3都是表示板材的，fr4是玻璃纤维板，cem3是复合基板无卤素指的是不含有卤素（氟溴碘等元素）的基材，因为溴在燃烧时会产生有毒的气体，环保要求。
Tg是玻璃转化温度，即熔点。
电路板必须耐燃，在一定温度下不能燃烧，只能软化。
这时的温度点就叫做玻璃态转化温度(Tg点)，这个值关系到PCB板的尺寸耐久性。
什么是高Tg PCB线路板及使用高Tg PCB的优点高Tg印制电路板当温度升高到某一阀值时基板就会由"玻璃态”转变为“橡胶态”，此时的温度称为该板的玻璃化温度(Tg)。
也就是说，Tg是基材保持刚性的最高温度(℃)。
也就是说普通PCB基板材料在高温下，不断产生软化、变形、熔融等现象，同时还表现在机械、电气特性的急剧下降，这样子就影响到产品的使用寿命了，一般Tg的板材为130℃以上，高Tg一般大于170℃，中等Tg约大于150℃；通常Tg≥170℃的PCB印制板，称作高Tg印制板；基板的Tg 提高了，印制板的耐热性、耐潮湿性、耐化学性、耐稳定性等特征都会提高和改善。
TG值越高，板材的耐温度性能越好，尤其在无铅制程中，高Tg应用比较多；高Tg指的是高耐热性。
随着电子工业的飞跃发展，特别是以计算机为代表的电子产品，向着高功能化、高多层化发展，需要PCB基板材料的更高的耐热性作为前提。
pcb板材料
pcb板材料PCB板材料。
PCB（Printed Circuit Board）即印刷电路板，是电子元器件的支撑体，也是电路连接的载体。
在PCB的制作过程中，选择合适的板材材料是非常重要的，因为不同的材料具有不同的性能特点，对电路板的性能和稳定性有着直接的影响。
首先，我们来介绍一下常见的PCB板材料类型。
目前市面上常见的PCB板材料主要包括FR-4、铝基板、陶瓷基板和高频板等。
其中，FR-4是最为常见的一种材料，它是一种玻璃纤维覆盖着的环氧树脂基材，具有良好的机械性能和绝缘性能，适用于一般的电子产品；铝基板则是以铝基材为基础，具有良好的散热性能，适用于高功率LED照明产品；陶瓷基板则具有优异的高频特性和耐高温性能，适用于无线通信设备和雷达系统等高频电路；高频板则是专门用于高频电路设计，具有低介电常数和低损耗等特点。
其次，我们来详细了解一下不同PCB板材料的性能特点。
FR-4材料具有较好的机械性能和绝缘性能，适用于一般的电子产品，但其介电常数较高，不适用于高频电路设计；铝基板具有良好的散热性能，适用于高功率LED照明产品，但其加工难度较大，成本也相对较高；陶瓷基板具有优异的高频特性和耐高温性能，适用于无线通信设备和雷达系统等高频电路，但其加工成本较高；高频板具有低介电常数和低损耗等特点，适用于高频电路设计，但其价格相对较高。
最后，我们需要根据具体的电路设计要求来选择合适的PCB板材料。
在选择材料时，需要考虑电路的工作频率、功率、环境温度等因素，以及成本和加工难度等因素。
一般而言，对于一般的电子产品，FR-4材料是一个较为经济实用的选择；对于高功率LED照明产品，铝基板是一个较为合适的选择；对于高频电路设计，陶瓷基板和高频板则是更为合适的选择。
综上所述，选择合适的PCB板材料对于电路性能和稳定性具有直接的影响，因此在设计和制作PCB时，需要根据具体的要求来选择合适的材料，以确保电路的性能和稳定性。
希望本文能够对PCB板材料的选择提供一定的帮助和指导。
pcb板材料
pcb板材料PCB的全称是Printed Circuit Board，即印刷电路板，是电子器件的重要组成部分，可以提供电子元件的固定、连接和电气信号的传输功能。
PCB板材料是制造电路板的基础材料，关系到电路板的性能和稳定性。
常见的PCB板材料有以下几种：1. FR-4板：FR-4即Epoxy Glass Fiber Laminate，是一种基于玻璃纤维和环氧树脂的传统PCB板材料。
它具有较好的电绝缘性能、机械强度和耐热性，广泛用于普通电子产品的制造。
2. 高频板：高频板材料是用于制作高频电路的特殊材料，通常采用聚合物增强材料和PTFE（聚四氟乙烯）复合材料。
它具有较低的介电常数和损耗因子，在高频信号传输中能够有效减少信号的衰减。
3. 金属基板：金属基板主要用于高功率、高散热的电路设计，通常采用铝基板、镍基板和铜基板。
金属基板能够良好地散热，提高电路的稳定性和可靠性。
4. 柔性板：柔性板材料采用聚酯薄膜、薄玻璃纤维布或胶粘无纺布等可弯曲的材料。
它具有较好的柔韧性和可折叠性，适用于需要弯曲或紧凑设计的电子产品。
5. 高温板：高温板材料通常采用聚酰亚胺（PI）和聚醚醚酮（PEEK）等高温耐高温材料。
这些材料具有较高的耐热性和耐化学性能，适用于高温工作环境下的电子器件。
6. 射频板：射频板材料采用聚合物增强材料和陶瓷材料复合。
它具有低介电常数、低介电损耗和较好的信号传输性能，适用于射频信号的传输和接收。
不同的PCB板材料适用于不同的电路设计和应用场景，选择合适的材料可以提高电路的性能和可靠性。
随着科技的进步和电子产品的不断发展，新型的PCB板材料也在不断涌现，为电子产品设计和制造提供更多的选择和可能性。
PCB线路板基板材料分类
PCB线路板基板材料分类PCB线路板（Printed Circuit Board，简称PCB）是电子元器件焊接、布线和支撑的重要基础，是电子产品中不可或缺的组成部分。
根据其基板材料的不同，PCB线路板可以分为多种分类。
下面将详细介绍几种常见的PCB线路板基板材料分类。
1.常规FR4材料常规FR4（Flame Retardant 4）材料是目前最常见的PCB基板材料之一，它是一种玻璃纤维衬底，通过环氧树脂粘合剂进行结合。
常规FR4材料具有良好的电气绝缘性能、耐高温性能和机械强度，被广泛应用于消费类电子产品、通信设备、计算机硬件等领域。
常规FR4材料常用的厚度有0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm等。
2.高TG材料高TG（Glass Transition Temperature）材料是在常规FR4基础上进一步改进的一种材料，其玻璃化转变温度高于常规FR4材料，通常为150℃以上。
高TG材料在高温环境下具有更好的稳定性，可以提高PCB线路板的耐热性和耐振性，适用于大功率电子设备、汽车电子、航空航天等领域。
3.金属基板材料金属基板材料是一种以金属作为基板的PCB材料，具有优异的散热性能和机械强度。
其中铝基板和铜基板是较为常见的金属基板材料。
铝基板一般采用铝材料和复合材料进行制造，广泛应用于LED照明、电源模块等领域。
铜基板则采用纯铜材料作为基底，适用于需要高导热性和高频信号传输的场合，如功放、雷达、移动通信等。
4.载板材料载板材料主要用于高密度插件封装技术，其中最常见的是陶瓷板。
陶瓷板具有优异的耐热性、导热性和电气绝缘性能，常用于电机控制器、功率模块器件等高性能应用中。
5.特殊材料除了上述常见的PCB基板材料，还存在一些特殊的基板材料，如聚酰亚胺（PI）材料、聚四氟乙烯（PTFE）材料等。
这些材料具有极高的绝缘性能、耐高温性能和化学稳定性，常用于航空航天、国防军工等领域的特殊应用。
pcb材料
pcb材料PCB材料（Printed Circuit Board Material，简称PCB材料）是指用于制造印刷电路板（Printed Circuit Board，简称PCB）的材料。
PCB是电子产品的核心组成部分，用于连接和支撑电子器件。
PCB材料通常由基板、覆铜箔和涂覆材料组成。
基板是PCB 的主要材料，用于提供机械支撑和电气绝缘。
常见的基板材料有玻璃纤维增强环氧树脂（FR-4）、聚酰亚胺（PI）、聚苯乙烯（PS）等。
FR-4基板具有良好的机械强度和电气性能，被广泛应用于大多数普通PCB。
而PI基板具有较高的耐热性和耐化学性能，适用于高温环境下的PCB。
PS基板则具有低成本和良好的成型性能，适合于便宜的电子产品。
覆铜箔是一种铜薄膜，用于在PCB上形成电路图案。
覆铜箔通常由铜箔基材和电镀铜组成。
铜箔基材提供机械支撑和导电性能，电镀铜则用于形成最终的电路图案。
覆铜箔的厚度通常在18到70微米之间，根据电路复杂性和功耗要求选择合适的厚度。
高性能PCB通常使用厚覆铜箔，以提供更好的导电性能和散热性能。
涂覆材料是一种覆盖在覆铜箔上的保护层，用于保护电路图案和提高PCB的机械强度。
常见的涂覆材料有覆膜剂、防焊剂和阻焊剂。
覆膜剂防止铜箔氧化和电路图案腐蚀，提高PCB 的耐用性。
防焊剂用于保护焊点，防止氧化和腐蚀。
阻焊剂用于覆盖不需要焊接的区域，以提供更好的电气绝缘性能和机械强度。
除了基板、覆铜箔和涂覆材料外，PCB材料还包括其他辅助材料，比如电子组件、连接件和辅助材料。
电子组件包括电阻、电容、集成电路等，用于在PCB上构建电路功能。
连接件用于连接PCB和其他电子设备，例如插座和连接器。
辅助材料包括焊料、焊锡等，用于焊接电子组件和连接件。
总的来说，PCB材料是电子产品制造中的关键部分，其选择将直接影响PCB的性能和稳定性。
PCB制造商在选择材料时需要根据产品要求、环境条件和成本考虑，以确保PCB的质量和可靠性。
PCB线路板原材料材质及参数
PCB线路板原材料材质及参数1. 玻璃纤维布（Glass Fiber Cloth）玻璃纤维布是最常见的PCB线路板基材，其主要原料是由无机纤维物质和有机胶粘剂混合制备而成。
玻璃纤维布具有良好的绝缘性、机械强度和耐热性能，能够满足大部分电子设备对于绝缘和结构强度的要求。
常用的玻璃纤维布厚度为0.2mm、0.4mm、0.6mm和1.0mm，各种厚度适用于不同电路板的需求。
2. 硬纸板（Phenolic Paper-Based Laminate）硬纸板是一种由纤维纸浸渍难燃性树脂而制成的基材。
硬纸板具有较高的机械强度、绝缘性能和耐热性能，且价格低廉，适用于一些一般性能要求的电子设备。
常用的硬纸板厚度为0.5mm和1.0mm。
3. FX（Flame Retardant Epoxy）FX是一种难燃性环氧树脂基材，具有优异的机械强度、绝缘性能和耐高温性能。
FX材质的线路板广泛应用于高性能电子设备中，如计算机、通信设备、航空航天仪器等领域。
FX板材通常有1oz和2oz的箔厚度可供选择。
4. FR-4（Flame Retardant Glass Fiber Epoxy）FR-4是一种难燃性玻璃纤维环氧树脂基材，是目前最常用的PCB材料。
FR-4具有良好的介电性能、机械性能和耐热性能，可满足大部分电子设备的性能要求。
FR-4线路板的常见厚度有0.8mm、1.0mm和1.6mm等。
FR-4板材的厚度和箔厚度的组合会影响到线路板的性能，如电阻、传导性等。
5. RO4350（Rogers 4350）RO4350是一种高频低介电损耗材料，其主要用于高频和微波领域的电路设计。
RO4350具有较低的介电损耗和稳定的介电常数，适合于高频信号传输和微波功放等应用。
RO4350线路板的常见厚度有0.02mm、0.04mm和0.08mm等。
6. 杂质金属化陶瓷基板（Ceramic Metalized Substrates）杂质金属化陶瓷基板是一种由陶瓷和金属复合材料制成的基材，具有优异的导热性和电磁性能。
PCB-板材-资料-整理
板料分类（按增强材料不同=板的基材不同）：1.玻璃布基板FR-4：由专用电子布浸以环氧酚醛树脂等材料经高温高压热压而成的板状层压制品。
环氧玻纤布基板（俗称：环氧板，玻纤板，纤维板，FR4）﹐环氧玻纤布基板是以环氧树脂作粘合剂﹐以电子级玻璃纤维布作增强材料的一类基板。
FR-4是一种耐燃材料等级的代号，它不是一种材料名称，而是一种材料等级。
FR4覆铜板是玻璃纤维环氧树脂覆铜板的简称级别：FR-4 A1级A2级A3级；AB1级AB2级AB3级；B级（从左至右等级降低）传统FR4 之Tg 约在115-120℃之间2.纸基板：FR-1、FR-2等酚醛纸基板是以酚醛树脂为粘合剂﹐以木浆纤维纸为增强材料的绝缘层压材料。
建滔(KB字符），长春（L字符），斗山（DS字符），长兴（EC字符），日立（H字符）3.复合基板：CEM-1和CEM-3以木浆纤维纸或棉浆纤维纸作芯材增强材料﹐以玻璃纤维布作表层增强材料﹐两者都浸以阻燃环氧树脂制成的覆铜板﹐称为CEM-1。
以玻璃纤维纸作为芯材增强材料﹐以玻璃纤维布作表层增强材料﹐都浸以阻燃环氧树脂﹐制成的覆铜板﹐称为CEM-3。
4.特殊材料基板（陶瓷、金属基等）PCB各种基板材分为：94HB防火板（94VO，FR-1，FR-2）半玻纤(22F，CEM-1 ，CEM-3)全玻纤(FR-4)FR-1特点：1.无卤板材，有利於环境保护2.高耐漏电起痕指数PTI（600伏以上，需提出特殊要求）3.适合之冲孔温度爲40～70℃4.弓曲率、扭曲率小且稳定。
FR-2特点：耐漏电痕迹性PTI优越(600V以上) 5.成本低而使用范围广 6.优异的耐湿、热性7.适合之冲孔温度爲40～70℃8.弓曲率、扭曲率小且稳定9.尺寸稳定性优越CEM-3特点：优异机械加工性，可冲孔加工性 1.电性能与FR-4 相当，加工工艺与FR-4 相同，钻嘴磨损率比FR-4 小 2.多等级的耐漏电痕迹性（CTI 175V、CTI300V、CTI 600 V）耐漏电痕迹性（CTI）：一般用相比起痕指数（Commparative Tracking Index）来表示.其定义是：在实验过程中，材料受到50滴电解液（一般为0.1%的氯化铵水溶液）而没有出现漏电痕迹现象的最大电压值（一般以伏表示）IEC950还根据在上述实验条件下，基板所经受住的不同电压值，规定、划分出了基板材料的三个CTI的等级。
pcb板是什么材料
pcb板是什么材料PCB板是一种印制电路板，是现代电子产品中不可或缺的组成部分。
PCB板的材料对于电子产品的性能和稳定性具有重要影响。
那么，PCB板到底是什么材料呢？首先，PCB板的基本材料主要包括基板材料、覆铜箔、焊盘油墨等。
其中，基板材料是PCB板的主体材料，一般采用玻璃纤维、环氧树脂等作为基材。
这些材料具有优良的绝缘性能和机械强度，能够满足电子产品在工作过程中的稳定性要求。
覆铜箔则是用来制作电路的导线层，一般采用铜箔作为导电材料，能够满足电子产品对于导电性能的要求。
焊盘油墨则用于保护焊接部位，一般采用环氧树脂油墨，能够保护焊接部位不受外界环境的影响。
其次，PCB板的材料选择对于电子产品的性能具有重要影响。
首先，基板材料的选择直接影响着PCB板的绝缘性能和机械强度。
一般来说，玻璃纤维基板具有优良的绝缘性能和机械强度，能够满足复杂电子产品对于稳定性的要求。
其次，覆铜箔的厚度和导电性能对于电子产品的信号传输和散热性能具有重要影响。
较厚的覆铜箔能够提高PCB板的导电性能和散热性能，从而提高电子产品的性能和稳定性。
最后，焊盘油墨的选择对于焊接部位的保护和稳定性具有重要影响。
优质的环氧树脂油墨能够提高焊接部位的稳定性和耐腐蚀性能，从而提高整个PCB板的可靠性。
总之，PCB板是一种印制电路板，其材料对于电子产品的性能和稳定性具有重要影响。
基板材料、覆铜箔、焊盘油墨等材料的选择直接影响着PCB板的性能和稳定性。
因此，在设计和制造PCB板时，需要根据具体的电子产品要求，选择合适的材料，以确保PCB板具有良好的性能和稳定性。
pcb是什么材料
pcb是什么材料
PCB是Printed Circuit Board的缩写，中文译为印制电路板。
它是一种将电子元器件通过导线进行连接的基板，被广泛应用于电子产品中，如计算机、手机、电视等。
PCB主要由基板、导线和元器件三部分组成。
基板是PCB上
的主体，通常采用纸、塑料或玻璃纤维材料制成，能够提供支撑和固定元器件的功能。
导线则是通过一种叫做电镀的工艺将金属材料镀在基板上，在不同的层之间进行连接，从而形成电路。
而元器件则是通过焊接或插座等方式连接到导线上，实现电子系统的功能。
PCB的材料主要分为两种类型：刚性材料和柔性材料。
刚性
材料常见的有FR-4基板，它是一种玻璃纤维强化环氧树脂基材，具有良好的机械强度和绝缘性能，适用于大多数的应用场景。
而柔性材料则参与了一些特殊的应用，如需要弯曲或折叠的电子产品中。
除了刚性材料和柔性材料，PCB的导线层通常采用金属材料
如铜来制作。
铜具有良好的导电性和可加工性，能够满足电路的导电需求。
同时，为了防止氧化和腐蚀，导线层通常进行镀铜处理，形成保护层。
PCB材料的选择与电子产品的需求密切相关。
不同的产品对
于机械强度、绝缘性能、导电性能等方面的要求不同，需要选择相应的材料。
此外，材料的选择还受到一些其他因素的影响，如成本、制造工艺等。
总之，PCB是电子产品中不可或缺的一部分，它将电子元器件通过导线进行连接，构成电路。
PCB的材料主要包括基板材料、导线材料和元器件材料，选择合适的材料能够满足产品的需求，并确保电路的稳定性和可靠性。
pcb板成分
PCB板成分1. PCB板简介PCB（Printed Circuit Board）即印刷电路板，是一种用于支持和连接电子元件的非导体基板。
它在现代电子设备中广泛应用，如计算机、手机、电视等。
PCB板由多层不同材料构成，每一层都承担着特定的功能。
2. PCB板的主要成分2.1 基材PCB板的基材是指最底层的材料，通常由玻璃纤维增强的环氧树脂构成。
这种基材具有良好的绝缘性能、机械强度和热稳定性，能够承受高温和高压。
2.2 铜箔铜箔是PCB板中最重要的成分之一。
它被用于制作导线和连接电子元件。
铜箔具有良好的导电性能和可焊性，能够有效地传输电流和信号。
2.3 阻焊层阻焊层位于铜箔上方，用于保护导线并防止短路。
它通常由绿色或红色的阻焊油组成，可以抵抗化学腐蚀和高温。
2.4 焊接层焊接层位于阻焊层上方，用于焊接电子元件。
它通常由铅和锡的合金组成，具有良好的可焊性和可靠性。
2.5 印刷层印刷层位于焊接层上方，用于打印电路图案。
它通常由导电油墨或导电胶组成，可以形成导线和连接点。
2.6 阻抗控制层阻抗控制层位于印刷层上方，用于控制信号在PCB板上的传输速度和阻抗匹配。
它通常由特殊材料如陶瓷或聚酰亚胺组成。
2.7 衬底衬底是PCB板的最外层材料，用于保护板面不受损伤。
它通常由耐磨、耐高温的材料如聚酰亚胺或玻璃纤维增强树脂构成。
3. PCB板成分的作用3.1 基材的作用基材是PCB板的支撑结构，能够固定和保护其他成分。
它具有良好的绝缘性能，可以防止电流泄漏和短路。
3.2 铜箔的作用铜箔是PCB板的导电层，用于传输电流和信号。
它具有低电阻和高导电性能，能够提供稳定的电气连接。
3.3 阻焊层的作用阻焊层可以保护导线不受污染和腐蚀，并防止短路。
它还可以提供对PCB板的标识，方便组装和维护。
3.4 焊接层的作用焊接层用于连接电子元件和PCB板。
它具有良好的可焊性和可靠性，能够确保焊接点的稳定性和耐久性。
3.5 印刷层的作用印刷层可以形成导线和连接点，实现电路功能。
PCB板材质介绍
由介电层(树脂 Resin ,玻璃纤维 Glass fiber ),及高纯度的导体 (铜箔 Copper foil )二者所构成的复合材料( Composite material),其所牵涉的理论及实务不输于电路板本身的制作. 以下即针对这二个主要组成做深入浅出的探讨.3.1介电层3.1.1树脂 Resin3.1.1.1前言目前已使用于线路板之树脂类别很多,如酚醛树脂( Phonetic )、环氧树脂( Epoxy )、聚亚醯胺树脂( Polyamide )、聚四氟乙烯(Polytetrafluorethylene,简称PTFE或称TEFLON),B一三氮树脂(Bismaleimide Triazine 简称BT )等皆为热固型的树脂(Thermosetted Plastic Resin).3.1.1.2 酚醛树脂 Phenolic Resin是人类最早开发成功而又商业化的聚合物.是由液态的酚(phenol)及液态的甲醛( formaldehyde 俗称formalin )两种便宜的化学品, 在酸性或碱性的催化条件下发生立体架桥( Crosslinkage )的连续反应而硬化成为固态的合成材料.其反应化学式见图3.1 1910 年有一家叫 Bakelite 公司加入帆布纤维而做成一种坚硬强固,绝缘性又好的材料称为 Bakelite,俗名为电木板或尿素板. 美国电子制造业协会(NEMA-Nationl Electrical Manufacturers Association) 将不同的组合冠以不同的编号代字而为业者所广用, 现将酚醛树脂之各产品代字列表,如表 NEMA 对于酚醛树脂板的分类及代码表中纸质基板代字的第一个 "X" 是表示机械性用途,第二个 "X" 是表示可用电性用途. 第三个 "X" 是表示可用有无线电波及高湿度的场所. "P" 表示需要加热才能冲板子( Punchable ),否则材料会破裂, "C" 表示可以冷冲加工( cold punchable ),"FR" 表示树脂中加有不易着火的物质使基板有难燃(Flame Retardent) 或抗燃(Flame resistance) 性.纸质板中最畅销的是XXXPC及FR-2．前者在温度25 ℃以上,厚度在.062in以下就可以冲制成型很方便,后者的组合与前完全相同,只是在树脂中加有三氧化二锑增加其难燃性.以下介绍几个较常使用纸质基板及其特殊用途:A 常使用纸质基板a. XPC Grade:通常应用在低电压、低电流不会引起火源的消费性电子产品, 如玩具、手提收音机、电话机、计算器、遥控器及钟表等等.UL94对XPC Grade 要求只须达到HB 难燃等级即可.b. FR-1 Grade:电气性、难燃性优于XPC Grade,广泛使用于电流及电压比XPC Grade 稍高的电器用品,如彩色电视机、监视器、VTR、家庭音响、洗衣机及吸尘器等等.UL94要求FR-1难燃性有V-0、V-1与V-2不同等级,不过由于三种等级板材价位差异不大,而且考虑安全起见,目前电器界几乎全采用V-0级板材.c. FR-2 Grade:在与FR-1比较下,除电气性能要求稍高外,其它物性并没有特别之处,近年来在纸质基板业者努力研究改进FR-1技术,FR-1与FR-2的性质界线已渐模糊,FR-2等级板材在不久将来可能会在偏高价格因素下被FR-1 所取代.B. 其它特殊用途:a. 铜镀通孔用纸质基板主要目的是计划取代部份物性要求并不高的FR-4板材,以便降低PCB的成本.b. 银贯孔用纸质基板时下最流行取代部份物性要求并不很高的FR-4作通孔板材,就是银贯孔用纸质基板印刷电路板两面线路的导通,可直接借由印刷方式将银胶(Silver Paste) 涂布于孔壁上,经由高温硬化,即成为导通体,不像一般FR-4板材的铜镀通孔,需经由活化、化学铜、电镀铜、锡铅等繁杂手续.b-1 基板材质1) 尺寸安定性:除要留意X、Y轴(纤维方向与横方向)外,更要注意Z轴(板材厚度方向),因热胀冷缩及加热减量因素容易造成银胶导体的断裂.2) 电气与吸水性: 许多绝缘体在吸湿状态下,降低了绝缘性,以致提供金属在电位差趋动力下发生移行的现象,FR-4在尺寸安性、电气性与吸水性方面都比FR-1及XPC 佳,所以生产银贯孔印刷电路板时,要选用特制FR-1及XPC的纸质基板 .板材.b.-2 导体材质 1) 导体材质银及碳墨贯孔印刷电路的导电方式是利用银及石墨微粒镶嵌在聚合体内, 藉由微粒的接触来导电,而铜镀通孔印刷电路板,则是借由铜本身是连贯的结晶体而产生非常顺畅的导电性.2) 延展性:铜镀通孔上的铜是一种连续性的结晶体,有非常良好的延展性,不会像银、碳墨胶在热胀冷缩时,容易发生界面的分离而降低导电度. 3) 移行性: 银、铜都是金属材质,容易发性氧化、还原作用造成锈化及移行现象,因电位差的不同,银比铜在电位差趋动力下容易发生银迁移(Silver Migration).c. 碳墨贯孔(Carbon Through Hole)用纸质基板.碳墨胶油墨中的石墨不具有像银的移行特性,石墨所担当的角色仅仅是作简单的讯号传递者,所以PCB业界对积层板除了碳墨胶与基材的密着性、翘曲度外,并没有特别要求.石墨因有良好的耐磨性,所以Carbon Paste最早期是被应用来取代Key Pad及金手指上的镀金,而后延伸到扮演跳线功能.碳墨贯孔印刷电路板的负载电流通常设计的很低,所以业界大都采用XPC 等级,至于厚度方面,在考虑轻、薄、短、小与印刷贯孔性因素下,常通选用0.8、1.0或1.2mm厚板材.d. 室温冲孔用纸质基板其特征是纸质基板表面温度约40℃以下,即可作Pitch为1.78mm的IC密集孔的冲模,孔间不会发生裂痕,并且以减低冲模时纸质基板冷却所造成线路精准度的偏差,该类纸质基板非常适用于细线路及大面积的印刷电路板.e. 抗漏电压(Anti-Track)用纸质基板人类的生活越趋精致,对物品的要求且也就越讲就短小轻薄,当印刷电路板的线路设计越密集,线距也就越小,且在高功能性的要求下,电流负载变大了,那么线路间就容易因发生电弧破坏基材的绝缘性而造成漏电,纸质基板业界为解决该类问题,有供应采用特殊背胶的铜箔所制成的抗漏电压用纸质基板2.1.2 环氧树脂 Epoxy Resin 是目前印刷线路板业用途最广的底材.在液态时称为清漆或称凡立水(Varnish) 或称为 A-stage, 玻璃布在浸胶半干成胶片后再经高温软化液化而呈现黏着性而用于双面基板制作或多层板之压合用称 B-stage prepreg ,经此压合再硬化而无法回复之最终状态称为 C-stage.2.1.2.1传统环氧树脂的组成及其性质用于基板之环氧树脂之单体一向都是Bisphenol A 及Epichlorohydrin 用 dicy 做为架桥剂所形成的聚合物.为了通过燃性试验(Flammability test), 将上述仍在液态的树脂再与Tetrabromo-Bisphenol A 反应而成为最熟知FR-4 传统环氧树脂.现将产品之主要成份列于后: 单体 --Bisphenol A, Epichlorohydrin架桥剂(即硬化剂) -双氰 Dicyandiamide简称Dicy速化剂 (Accelerator)--Benzyl-Dimethylamine ( BDMA ) 及 2- Methylimidazole ( 2-MI )溶剂 --Ethylene glycol monomethy ether( EGMME ) Dimethy formamide (DMF) 及稀释剂 Acetone ,MEK.填充剂(Additive) --碳酸钙、硅化物、及氢氧化铝或化物等增加难燃效果. 填充剂可调整其Tg.A. 单体及低分子量之树脂典型的传统树脂一般称为双功能的环气树脂 ( Difunctional Epoxy Resin),见图3.2. 为了达到使用安全的目的,特于树脂的分子结构中加入溴原子,使产生部份碳溴之结合而呈现难燃的效果.也就是说当出现燃烧的条件或环境时,它要不容易被点燃,万一已点燃在燃烧环境消失后,能自己熄灭而不再继续延烧.见图 3.3.此种难燃材炓在 NEMA 规范中称为 FR-4.(不含溴的树脂在 NEMA 规范中称为 G-10) 此种含溴环氧树脂的优点上,很难通过 MILP-55110E 中 4.8.4.4 之固着强度试验. 由于玻璃束未能被树脂填满,很容易在做镀通孔时造成玻璃中渗铜 (Wicking) 的出现,影响板子的可信赖度. B. 此四氟乙烯材料分子结构,非常强劲无法用一般机械或化学法加以攻击, 做蚀回时只有用电浆法. C. Tg 很低只有 19 度 c, 故在常温时呈可挠性, 也使线路的附着力及尺寸安定性不好. 表为四种不同树脂制造的基板性质的比较. 3.1.2.5 BT/EPOXY树脂BT树脂也是一种热固型树脂,是日本三菱瓦斯化成公司(Mitsubishi Gas Chemical Co.)在1980年研制成功.是由Bismaleimide及Trigzine Resin monomer二者反应聚合而成.其反应式见图3.8.BT树脂通常和环氧树脂混合而制成基板. A. 优点a. Tg点高达180℃,耐热性非常好,BT作成之板材,铜箔的抗撕强度(peel Strength),挠性强度亦非常理想钻孔后的胶渣(Smear)甚少b. 可进行难燃处理,以达到UL94V-0的要求c. 介质常数及散逸因子小,因此对于高频及高速传输的电路板非常有利.d. 耐化性,抗溶剂性良好e. 绝缘性佳 B. 应用 a. COB设计的电路板由于wire bonding过程的高温,会使板子表面变软而致打线失败. BT/EPOXY高性能板材可克服此点. b. BGA ,PGA, MCM-Ls等半导体封装载板半导体封装测试中,有两个很重要的常见问题,一是漏电现象,或称 CAF(Conductive Anodic Filament),一是爆米花现象(受湿气及高温冲击).这两点也是BT/EPOXY板材可以避免的. 3.1.2.6 Cyanate Ester Resin 1970年开始应用于PCB基材,目前Chiba Geigy有制作此类树脂.其反应式如图3.9. A. 优点a. Tg可达250℃,使用于非常厚之多层板 b. 极低的介电常数(2.5~3.1)可应用于高速产品.B. 问题 a. 硬化后脆度高. b. 对湿度敏感,甚至可能和水起反应. 3.1.2玻璃纤维3.1.2.1前言玻璃纤维(Fiberglass)在PCB基板中的功用,是作为补强材料.基板的补强材料尚有其它种,如纸质基板的纸材, Kelvar(Polyamide聚醯胺)纤维,以及石英(Quartz)纤维.本节仅讨论最大宗的玻璃纤维. 玻璃(Glass)本身是一种混合物,其组成见表它是一些无机物经高温融熔合而成,再经抽丝冷却而成一种非结晶结构的坚硬物体.此物质的使用,已有数千年的历史.做成纤维状使用则可追溯至17世纪.真正大量做商用产品,则是由Owen-Illinois及Corning Glass Works两家公司其共同的研究努力后,组合成Owens-Corning Fiberglas Corporation于1939年正式生产制造. 3.1.2.2 玻璃纤维布玻璃纤维的制成可分两种,一种是连续式(Continuous)的纤维另一种则是不连续式(discontinuous)的纤维前者即用于织成玻璃布 (Fabric),后者则做成片状之玻璃席(Mat).FR4等基材,即是使用前者,CEM3基材,则采用后者玻璃席. A. 玻璃纤维的特性原始融熔态玻璃的组成成份不同,会影响玻璃纤维的特性,不同组成所呈现的差异,表中有详细的区别,而且各有独特及不同应用之处.按组成的不同(见表),玻璃的等级可分四种商品:A级为高碱性,C级为抗化性,E级为电子用途,S级为高强度.电路板中所用的就是E级玻璃,主要是其介电性质优于其它三种.-玻璃纤维一些共同的特性如下所述:a.高强度:和其它纺织用纤维比较,玻璃有极高强度.在某些应用上,其强度/重量比甚至超过铁丝.b.抗热与火:玻璃纤维为无机物,因此不会燃烧c.抗化性:可耐大部份的化学品,也不为霉菌,细菌的渗入及昆虫的功击.d.防潮:玻璃并不吸水,即使在很潮湿的环境,依然保持它的机械强度.e.热性质:玻纤有很低的熬线性膨胀系数,及高的热导系数,因此在高温环境下有极佳的表现.f.电性:由于玻璃纤维的不导电性,是一个很好的绝缘物质的选择. PCB基材所选择使用的E级玻璃,最主要的是其非常优秀的抗水性.因此在非常潮湿,恶劣的环境下,仍然保有非常好的电性及物性一如尺寸稳定度. -玻纤布的制作: 玻璃纤维布的制作,是一系列专业且投资全额庞大的制程本章略而不谈． 3.2 铜箔(copper foil) 早期线路的设计粗粗宽宽的,厚度要求亦不挑剔,但演变至今日线宽3,4mil,甚至更细(现国内已有工厂开发 1 mil线宽),电阻要求严苛.抗撕强度,表面Profile等也都详加规定.所以对铜箔发展的现况及驱势就必须进一步了解. 3.2.1传统铜箔 3.2.1.1辗轧法 (Rolled-or Wrought Method) 是将铜块经多次辗轧制作而成,其所辗出之宽度受到技术限制很难达到标准尺寸基板的要求 (3 呎*4呎) ,而且很容易在辗制过程中造成报废,因表面粗糙度不够,所以与树脂之结合能力比较不好,而且制造过程中所受应力需要做热处理之回火轫化(Heat treatment or Annealing),故其成本较高.A. 优点. a. 延展性Ductility高,对FPC使用于动态环境下,信赖度极佳. b. 低的表面棱线Low-profile Surface,对于一些Microwave电子应用是一利基.B. 缺点. a. 和基材的附着力不好. b. 成本较高. c. 因技术问题,宽度受限. 3.2.1.2 电镀法(Electrodeposited Method) 最常使用于基板上的铜箔就是ED铜.利用各种废弃之电线电缆熔解成硫酸铜镀液,在殊特深入地下的大型镀槽中,阴阳极距非常短,以非常高的速度冲动镀液,以 600 ASF 之高电流密度,将柱状 (Columnar) 结晶的铜层镀在表面非常光滑又经钝化的 (passivated) 不锈钢大桶状之转胴轮上(Drum),因钝化处理过的不锈钢胴轮上对铜层之附着力并不好,故镀面可自转轮上撕下,如此所镀得的连续铜层,可由转轮速度,电流密度而得不同厚度之铜箔,贴在转胴之光滑铜箔表面称为光面(Drum side ), 另一面对镀液之粗糙结晶表面称为毛面 (Matte side) .此种铜箔: A. 优点 a. 价格便宜. b. 可有各种尺寸与厚度. B. 缺点. a. 延展性差, b. 应力极高无法挠曲又很容易折断. 3.2.1.3 厚度单位一般生产铜箔业者为计算成本, 方便订价,多以每平方呎之重量做为厚度之计算单位, 如1.0 Ounce (oz)的定义是一平方呎面积单面覆盖铜箔重量1 oz (28.35g)的铜层厚度.经单位换算 35 微米 (micron)或1.35 mil. 一般厚度1 oz 及1/2 oz而超薄铜箔可达1/4 oz,或更低. 3.2.2 新式铜箔介绍及研发方向 3.2.2.1 超薄铜箔一般所说的薄铜箔是指 0.5 oz (17.5 micron ) 以下,表三种厚度则称超薄铜箔 3/8 oz 以下因本身太薄很不容易操作故需要另加载体 (Carrier) 才能做各种操作(称复合式copper foil),否则很容易造成损伤.所用之载体有两类,一类是以传统 ED 铜箔为载体,厚约2.1 mil.另一类载体是铝箔,厚度约3 mil.两者使用之前须将载体撕离. 超薄铜箔最不易克服的问题就是 " 针孔 " 或 " 疏孔 "(Porosity),因厚度太薄,电镀时无法将疏孔完全填满.补救之道是降低电流密度,让结晶变细. 细线路,尤其是5 mil以下更需要超薄铜箔,以减少蚀刻时的过蚀与侧蚀. 3.2.2.2 辗轧铜箔对薄铜箔超细线路而言,导体与绝缘基材之间的接触面非常狭小,如何能耐得住二者之间热膨胀系数的巨大差异而仍维持足够的附着力,完全依赖铜箔毛面上的粗化处理是不够的,而且高速镀铜箔的结晶结构粗糙在高温焊接时容易造成 XY 的断裂也是一项难以解决的问题.辗轧铜箔除了细晶之外还有另一项长处那就是应力很低 (Stress).ED 铜箔应力高,但后来线路板业者所镀上的一次铜或二次铜的应力就没有那么高.于是造成二者在温度变化时使细线容易断制.因此辗轧铜箔是一解决之途.若是成本的考量,Grade 2,E-Type的high-ductility或是Grade 2,E-Type HTE铜箔也是一种选择. 国际制造铜箔大厂多致力于开发ED细晶产品以解决此问题. 3.2.2.3 铜箔的表面处理 A 传统处理法 ED铜箔从Drum撕下后,会继续下面的处理步骤: a. Bonding Stage-在粗面(Matte Side)上再以高电流极短时间内快速镀上铜, 其长相如瘤,称"瘤化处理""Nodulization"目的在增加表面积,其厚度约 2000~4000A b. Thermal barrier treatments-瘤化完成后再于其上镀一层黄铜(Brass,是Gould 公司专利,称为JTC处理),或锌(Zinc是Yates公司专利,称为TW处理).也是镀镍处理其作用是做为耐热层.树脂中的Dicy于高温时会攻击铜面而生成胺类与水份,一旦生水份时,会导致附着力降底.此层的作用即是防止上述反应发生,其厚度约500~1000A c. Stabilization-耐热处理后,再进行最后的"铬化处理"(Chromation),光面与粗面同时进行做为防污防锈的作用,也称"钝化处理"(passivation)或"抗氧化处理"(antioxidant) B新式处理法 a. 两面处理(Double treatment)指光面及粗面皆做粗化处理,严格来说,此法的应用己有20年的历史,但今日为降低多层板的COST而使用者渐多．在光面也进行上述的传统处理方式,如此应用于内层基板上,可以省掉压膜前的铜面理处理以及黑/棕化步骤. 美国一家Polyclad铜箔基板公司,发展出来的一种处理方式,称为DST 铜箔,其处理方式有异曲同工之妙.该法是在光面做粗化处理,该面就压在胶片上,所做成基板的铜面为粗面,因此对后制亦有帮助. b. 硅化处理(Low profile) 传统铜箔粗面处理其Tooth Profile (棱线) 粗糙度。
PCB板材质介绍
PCB板材质介绍印刷电路板是以铜箔基板( Ｃopper-ｃｌａｄ Lａmｉｎａte 简称CＣＬ )做为原料而制造的电器或电子的重要机构组件，故从事电路板之上下游业者必须对基板有所了解:有那些种类的基板,它们是如何制造出来的,使用于何种产品，它们各有那些优劣点，如此才能选择适当的基板.表3.1简单列出不同基板的适用场合. 基板工业是一种材料的基础工业, 是由介电层(树脂 Rｅsin ,玻璃纤维 Gｌass fiｂｅr )，及高纯度的导体 (铜箔 Coｐper foｉl )二者所构成的复合材料( Compositｅmａteｒｉal),其所牵涉的理论及实务不输于电路板本身的制作. 以下即针对这二个主要组成做深入浅出的探讨.3.1介电层3.1．１树脂 Reｓin ﻫ3.1．1.1前言ﻫ目前已使用于线路板之树脂类别很多,如酚醛树脂( Ｐｈonｅtic )、环氧树脂( Ｅpoxy )、聚亚醯胺树脂( Pｏlya ｍide ）、聚四氟乙烯（Ｐolytｅtrａfluｏｒethylenｅ,简称PTFE或称ＴEF ＬON),B一三氮树脂(Bismalｅimidｅ Triａｚinｅ简称 BT )等皆为热固型的树脂(Theｒmosetteｄ Plａstic Reｓin).3.1．１.2 酚醛树脂Ｐhenolic Ｒesiｎ是人类最早开发成功而又商业化的聚合物.是由液态的酚(ｐhｅnｏｌ)及液态的甲醛( formａlｄeｈｙｄｅ俗称fｏｒmaliｎ )两种便宜的化学品, 在酸性或碱性的催化条件下发生立体架桥( Crosｓliｎkage )的连续反应而硬化成为固态的合成材料．其反应化学式见图3.1 1910 年有一家叫 Bakｅlitｅ公司加入帆布纤维而做成一种坚硬强固，绝缘性又好的材料称为 Bakelite,俗名为电木板或尿素板. 美国电子制造业协会（NEMA-Natｉｏnl Ｅlｅctｒical Mａnｕfａcturers Asｓociatiｏn) 将不同的组合冠以不同的编号代字而为业者所广用, 现将酚醛树脂之各产品代字列表，如表ＮEMＡ对于酚醛树脂板的分类及代码ﻫ表中纸质基板代字的第一个"X" 是表示机械性用途，第二个 "X" 是表示可用电性用途. 第三个 "X＂是表示可用有无线电波及高湿度的场所． "P" 表示需要加热才能冲板子( Puncｈａble )，否则材料会破裂， "C＂表示可以冷冲加工( cｏld punｃhable ),"ＦR" 表示树脂中加有不易着火的物质使基板有难燃 (FlamｅＲetardenｔ）或抗燃(Ｆlame rｅｓiｓｔance）性. ﻫ纸质板中最畅销的是ＸXXPC及FR-2.前者在温度25 ℃以上,厚度在.06２iｎ以下就可以冲制成型很方便,后者的组合与前完全相同,只是在树脂中加有三氧化二锑增加其难燃性.以下介绍几个较常使用纸质基板及其特殊用途:A 常使用纸质基板ａ． XPC Graｄe：通常应用在低电压、低电流不会引起火源的消费性电子产品，如玩具、手提收音机、电话机、计算器、遥控器及钟表等等.UＬ９４对ＸPＣＧraｄｅ要求只须达到HＢ难燃等级即可．b. FＲ-1 Ｇrａde:电气性、难燃性优于XPＣGradｅ，广泛使用于电流及电压比XPC Grａdｅ稍高的电器用品，如彩色电视机、监视器、VTR、家庭音响、洗衣机及吸尘器等等．ＵＬ９４要求ＦR－1难燃性有V-０、V-１与V-2不同等级，不过由于三种等级板材价位差异不大,而且考虑安全起见,目前电器界几乎全采用Ｖ－０级板材. ﻫc. FR-2 Ｇｒａde：在与FＲ-1比较下,除电气性能要求稍高外,其它物性并没有特别之处,近年来在纸质基板业者努力研究改进FR－１技术，FR－1与FR-2的性质界线已渐模糊,ＦR-2等级板材在不久将来可能会在偏高价格因素下被ＦR-１所取代．B. 其它特殊用途: ﻫa. 铜镀通孔用纸质基板ﻫ主要目的是计划取代部份物性要求并不高的FＲ－4板材，以便降低PCB的成本．b. 银贯孔用纸质基板时下最流行取代部份物性要求并不很高的FR-4作通孔板材,就是银贯孔用纸质基板印刷电路板两面线路的导通,可直接借由印刷方式将银胶(Ｓilver Paste) 涂布于孔壁上,经由高温硬化,即成为导通体,不像一般FR－4板材的铜镀通孔,需经由活化、化学铜、电镀铜、锡铅等繁杂手续．b-1 基板材质ﻫ1）尺寸安定性: ﻫ除要留意X、Ｙ轴(纤维方向与横方向)外,更要注意Ｚ轴(板材厚度方向），因热胀冷缩及加热减量因素容易造成银胶导体的断裂.2）电气与吸水性：许多绝缘体在吸湿状态下,降低了绝缘性,以致提供金属在电位差趋动力下发生移行的现象,FR-４在尺寸安性、电气性与吸水性方面都比FＲ-1及XＰC 佳,所以生产银贯孔印刷电路板时,要选用特制FＲ－1及XPC的纸质基板 .板材.b．-2 导体材质 1）导体材质银及碳墨贯孔印刷电路的导电方式是利用银及石墨微粒镶嵌在聚合体内, 藉由微粒的接触来导电,而铜镀通孔印刷电路板,则是借由铜本身是连贯的结晶体而产生非常顺畅的导电性.2) 延展性:铜镀通孔上的铜是一种连续性的结晶体,有非常良好的延展性,不会像银、碳墨胶在热胀冷缩时，容易发生界面的分离而降低导电度. 3）移行性: 银、铜都是金属材质,容易发性氧化、还原作用造成锈化及移行现象,因电位差的不同,银比铜在电位差趋动力下容易发生银迁移（Ｓｉlver Ｍigratioｎ）.ｃ. 碳墨贯孔（Carｂｏn Throｕgｈ Hｏle)用纸质基板. ﻫ碳墨胶油墨中的石墨不具有像银的移行特性，石墨所担当的角色仅仅是作简单的讯号传递者，所以ＰCB业界对积层板除了碳墨胶与基材的密着性、翘曲度外，并没有特别要求.石墨因有良好的耐磨性，所以Ｃarbｏｎ Pasｔe最早期是被应用来取代Kｅy Ｐaｄ及金手指上的镀金，而后延伸到扮演跳线功能.碳墨贯孔印刷电路板的负载电流通常设计的很低,所以业界大都采用XPC 等级，至于厚度方面,在考虑轻、薄、短、小与印刷贯孔性因素下,常通选用０.8、1.0或1.2mｍ厚板材.ｄ. 室温冲孔用纸质基板其特征是纸质基板表面温度约40℃以下,即可作Ｐi ｔch为1.78mｍ的IC密集孔的冲模,孔间不会发生裂痕,并且以减低冲模时纸质基板冷却所造成线路精准度的偏差,该类纸质基板非常适用于细线路及大面积的印刷电路板．ｅ. 抗漏电压(Aｎｔi-Tｒａck)用纸质基板人类的生活越趋精致,对物品的要求且也就越讲就短小轻薄,当印刷电路板的线路设计越密集,线距也就越小,且在高功能性的要求下,电流负载变大了，那么线路间就容易因发生电弧破坏基材的绝缘性而造成漏电,纸质基板业界为解决该类问题,有供应采用特殊背胶的铜箔所制成的抗漏电压用纸质基板2．1．2 环氧树脂Ｅｐoxｙ Rｅsiｎ是目前印刷线路板业用途最广的底材．在液态时称为清漆或称凡立水（Vａrnｉsh) 或称为A-stage, 玻璃布在浸胶半干成胶片后再经高温软化液化而呈现黏着性而用于双面基板制作或多层板之压合用称 B-ｓtaｇｅ prｅpreg ,经此压合再硬化而无法回复之最终状态称为C-stage．2.1.2.１传统环氧树脂的组成及其性质用于基板之环氧树脂之单体一向都是Biｓpｈenol A 及Ｅpｉcｈlorohydriｎ用 diｃy 做为架桥剂所形成的聚合物．为了通过燃性试验(Flammａbｉlity t ｅsｔ), 将上述仍在液态的树脂再与Ｔｅtrａbｒoｍｏ－Bisphenol A 反应而成为最熟知FＲ-4 传统环氧树脂.现将产品之主要成份列于后: 单体--Ｂisphｅnol A， Epichlorohydrin架桥剂（即硬化剂) -双氰Ｄicyandiaｍiｄe简称Dｉcｙ速化剂（Acｃelerａｔoｒ)-－Benzyl-Dimｅｔhyｌａmiｎe （ BＤMA ) 及 2- Ｍethylimidaｚolｅ ( 2-ＭI ）ﻫ溶剂 --Etｈｙleｎｅｇlycoｌ monｏme ｔｈｙ eｔher（EGＭME ） Diｍethy formamide (DMＦ) 及稀释剂Ａcet ｏne ,MEK. ﻫ填充剂(Aｄditｉｖｅ）-－碳酸钙、硅化物、及氢氧化铝或化物等增加难燃效果．填充剂可调整其Tg．A. 单体及低分子量之树脂ﻫ典型的传统树脂一般称为双功能的环气树脂( Diｆunctｉonal EpoxｙＲesiｎ）,见图３．2. 为了达到使用安全的目的,特于树脂的分子结构中加入溴原子，使产生部份碳溴之结合而呈现难燃的效果.也就是说当出现燃烧的条件或环境时,它要不容易被点燃，万一已点燃在燃烧环境消失后,能自己熄灭而不再继续延烧．见图3.3．此种难燃材炓在ＮEMＡ规范中称为 FR-４．(不含溴的树脂在 NＥＭA 规范中称为 G－10) 此种含溴环氧树脂的优点很多如介电常数很低，与铜箔的附着力很强,与玻璃纤维结合后之挠性强度很不错等.B. 架桥剂(硬化剂) ﻫ环氧树脂的架桥剂一向都是Dicey,它是一种隐性的 (lat ｅnt) 催化剂，在高温1６0℃之下才发挥其架桥作用，常温中很安定,故多层板Ｂ－ｓtaｇe 的胶片才不致无法储存. 但 Dｉceｙ的缺点却也不少，第一是吸水性（Ｈygrｏscopicity),第二个缺点是难溶性．溶不掉自然难以在液态树脂中发挥作用.早期的基板商并不了解下游电路板装配工业问题,那时的ｄｉcｅｙ磨的不是很细，其溶不掉的部份混在底材中,经长时间聚集的吸水后会发生针状的再结晶, 造成许多爆板的问题．当然现在的基板制造商都很清处它的严重性,因此已改善此点.C. 速化剂用以加速ｅｐoxy 与ｄicｅy 之间的架桥反应, 最常用的有两种即BDMＡ及2-MI．Ｄ. Tg 玻璃态转化温度高分子聚合物因温度之逐渐上升导致其物理性质渐起变化,由常温时之无定形或部份结晶之坚硬及脆性如玻璃一般的物质而转成为一种黏滞度非常高,柔软如橡皮一般的另一种状态.传统 FR4 之 Tg 约在115-120℃之间，已被使用多年,但近年来由于电子产品各种性能要求愈来愈高，所以对材料的特性也要求日益严苛,如抗湿性、抗化性、抗溶剂性、抗热性 ,尺寸安定性等都要求改进，以适应更广泛的用途, 而这些性质都与树脂的Tｇ有关， Tｇ提高之后上述各种性质也都自然变好．例如 Tg 提高后, a．其耐热性增强, 使基板在 X 及 Y 方向的膨胀减少,使得板子在受热后铜线路与基材之间附着力不致减弱太多,使线路有较好的附着力. b.在 Z 方向的膨胀减小后,使得通孔之孔壁受热后不易被底材所拉断.ｃ．Tg 增高后,其树脂中架桥之密度必定提高很多使其有更好的抗水性及防溶剂性,使板子受热后不易发生白点或织纹显露,而有更好的强度及介电性.至于尺寸的安定性，由于自动插装或表面装配之严格要求就更为重要了．因而近年来如何提高环氧树脂之 Tｇ是基板材所追求的要务.E. ＦR4 难燃性环氧树脂传统的环氧树脂遇到高温着火后若无外在因素予以扑灭时，会不停的一直燃烧下去直到分子中的碳氢氧或氮燃烧完毕为止.若在其分子中以溴取代了氢的位置，使可燃的碳氢键化合物一部份改换成不可燃的碳溴键化合物则可大大的降低其可燃性.此种加溴之树脂难燃性自然增强很多,但却降低了树脂与铜皮以及玻璃间的黏着力,而且万一着火后更会放出剧毒的溴气,会带来的不良后果.3.1．2.2高性能环氧树脂(Multifuｎcｔｉonal Epoxy)传统的 FR４对今日高性能的线路板而言已经力不从心了, 故有各种不同的树脂与原有的环氧树脂混合以提升其基板之各种性质，A. Ｎｏvｏlac ﻫ最早被引进的是酚醛树脂中的一种叫Ｎovolac 者，由Novolａｃ与环氧氯丙烷所形成的酯类称为Epoxy Ｎovoｌacｓ,见图3．4之反应式. 将此种聚合物混入ＦR4 之树脂, 可大大改善其抗水性、抗化性及尺寸安定性, Tg 也随之提高,缺点是酚醛树脂本身的硬度及脆性都很高而易钻头，加之抗化性能力增强,对于因钻孔而造成的胶渣 (Smear) 不易除去而造成多层板PTＨ制程之困扰.B. Tｅtrａfunctiｏｎal Epoxｙ另一种常被添加于 FR４中的是所谓" 四功能的环氧树脂＂（Ｔeｔraｆu ｎctioｎａl Ｅpｏxｙ Resiｎ).其与传统 " 双功能 " 环氧树脂不同之处是具立体空间架桥 ,见图3.５,Tｇ较高能抗较差的热环境,且抗溶剂性、抗化性、抗湿性及尺寸安定性也好很多,而且不会发生像Novｏlａc那样的缺点．最早是美国一家叫Ｐolyclａｄ的基板厂所引进的.四功能比起 Noｖolac来还有一种优点就是有更好的均匀混合.为保持多层板除胶渣的方便起见,此种四功能的基板在钻孔后最好在烤箱中以1６０℃烤2-4 小时，使孔壁露出的树脂产生氧化作用，氧化后的树脂较容易被蚀除,而且也增加树脂进一步的架桥聚合,对后来的制程也有帮助.因为脆性的关系, 钻孔要特别注意.上述两种添加树脂都无法溴化,故加入一般ＦR4中会降低其难燃性. 3.１．2.3 聚亚醯胺树脂Ｐolyimｉｄe(PI）A．成份主要由Bｉsmaｌeimiｄe 及Methylｅne Diａｎｉｌine 反应而成的聚合物，见图3．6. B. 优点电路板对温度的适应会愈来愈重要，某些特殊高温用途的板子,已非环氧树脂所能胜任,传统式 FＲ4 的Ｔｇ约１20℃左右,即使高功能的ＦＲ4 也只到达 180-１9０℃,比起聚亚醯胺的 260 ℃还有一大段距离.PＩ在高温下所表现的良好性质,如良好的挠性、铜箔抗撕强度、抗化性、介电性、尺寸安定性皆远优于 FＲ４．钻孔时不容易产生胶渣,对内层与孔壁之接通性自然比 FR4 好. 而且由于耐热性良好,其尺寸之变化甚少,以X及 Y方向之变化而言,对细线路更为有利,不致因膨胀太大而降低了与铜皮之间的附着力.就 Z 方向而言可大大的减少孔壁铜层断裂的机会．C. 缺点: ﻫa.不易进行溴化反应,不易达到ＵL94 Ｖ－0 的难燃要求．ｂ．此种树脂本身层与层之间,或与铜箔之间的黏着力较差,不如环氧树脂那么强,而且挠性也较差.ｃ.常温时却表现不佳,有吸湿性（Hｙgrosｃoｐic)，而黏着性、延性又都很差． d.其凡立水(Varnish,又称生胶水,液态树脂称之）中所使用的溶剂之沸点较高,不易赶完,容易产生高温下分层的现象．而且流动性不好,压合不易填满死角．ｅ．目前价格仍然非常昂贵约为ＦR4 的 2-3倍，故只有军用板或 Rigi ｄ- Fleｘ板才用的起. 在美军规范ＭIL-P－1３949H中, 聚亚醯胺树脂基板代号为ＧI. 3.1.2.4 聚四氟乙烯（PTFＥ)全名为Ｐｏlyteｒafluoroeｔhyｌｅne ,分子式见图3．7. 以之抽丝作ＰＴFE 纤维的商品名为 Teｆlon 铁弗龙 ,其最大的特点是阻抗很高 (Ｉｍpedａｎc ｅ）对高频微波 (miｃｒowavｅ) 通信用途上是无法取代的，美军规范赋与＂ＧT＂、"GX"、及＂GY" 三种材料代字,皆为玻纤补强ｔｙｐe,其商用基板是由３M 公司所制,目前这种材料尚无法大量投入生产，其原因有: Ａ. ＰTFE 树脂与玻璃纤维间的附着力问题；此树脂很难渗入玻璃束中，因其抗化性特强,许多湿式制程中都无法使其反应及活化,在做镀通孔时所得之铜孔壁无法固着在底材上,很难通过 MILP-55１１0E 中４.8.4.4 之固着强度试验. 由于玻璃束未能被树脂填满，很容易在做镀通孔时造成玻璃中渗铜(Wiｃkｉng) 的出现,影响板子的可信赖度. Ｂ. 此四氟乙烯材料分子结构，非常强劲无法用一般机械或化学法加以攻击, 做蚀回时只有用电浆法. C. Tg 很低只有 19 度c，故在常温时呈可挠性，也使线路的附着力及尺寸安定性不好．表为四种不同树脂制造的基板性质的比较. ３.1.２.5 ＢT/EＰOXＹ树脂BT树脂也是一种热固型树脂,是日本三菱瓦斯化成公司(Mｉtsubishi Gas Ｃｈemicaｌ Cｏ.)在1980年研制成功.是由Bismaleimｉde及Trｉgzine Resiｎmonomｅr二者反应聚合而成.其反应式见图3．８.ＢT树脂通常和环氧树脂混合而制成基板． A. 优点ﻫa. Tg点高达18０℃，耐热性非常好，BＴ作成之板材,铜箔的抗撕强度(peｅl Streｎgｔｈ),挠性强度亦非常理想钻孔后的胶渣(Sme ａｒ)甚少 b. 可进行难燃处理,以达到UL９4V－0的要求 c. 介质常数及散逸因子小,因此对于高频及高速传输的电路板非常有利． d. 耐化性，抗溶剂性良好ｅ. 绝缘性佳 B. 应用 a. CＯB设计的电路板由于wire ｂondiｎg过程的高温,会使板子表面变软而致打线失败. ＢT／ＥＰOＸY高性能板材可克服此点. b. ＢGＡ，PＧA, MCＭ－Ｌｓ等半导体封装载板半导体封装测试中,有两个很重要的常见问题,一是漏电现象，或称CＡF(ConducｔivｅＡnｏdｉcFilamｅnｔ),一是爆米花现象（受湿气及高温冲击)．这两点也是BT/EPOＸY板材可以避免的. ３．１.2.6 ＣyａｎａtｅＥster Resｉn 19７0年开始应用于PCB基材,目前Chiba Geigy有制作此类树脂.其反应式如图3.9. A. 优点ａ. Tg可达250℃,使用于非常厚之多层板ｂ. 极低的介电常数(2.5～3.１）可应用于高速产品.B. 问题ａ. 硬化后脆度高. ｂ. 对湿度敏感，甚至可能和水起反应. 3.１.２玻璃纤维３.1．2.1前言玻璃纤维(Fibｅrglasｓ）在ＰCB基板中的功用,是作为补强材料．基板的补强材料尚有其它种,如纸质基板的纸材, Kelｖａr(Polｙamide聚醯胺)纤维，以及石英(Qｕartｚ)纤维．本节仅讨论最大宗的玻璃纤维. 玻璃(Glass)本身是一种混合物,其组成见表它是一些无机物经高温融熔合而成，再经抽丝冷却而成一种非结晶结构的坚硬物体.此物质的使用,已有数千年的历史.做成纤维状使用则可追溯至1７世纪.真正大量做商用产品，则是由Owen-Ｉｌlｉｎois及Cｏrning Glasｓ Workｓ两家公司其共同的研究努力后，组合成Owens-Coｒning Ｆiｂeｒglas Corｐoraｔion于１９3９年正式生产制造.3.1.2．2 玻璃纤维布玻璃纤维的制成可分两种,一种是连续式（Contｉｎｕｏus)的纤维另一种则是不连续式（discｏｎtiｎｕouｓ)的纤维前者即用于织成玻璃布(Fabric),后者则做成片状之玻璃席(Mat).FR4等基材，即是使用前者，ＣＥM3基材,则采用后者玻璃席. A．玻璃纤维的特性原始融熔态玻璃的组成成份不同，会影响玻璃纤维的特性,不同组成所呈现的差异,表中有详细的区别,而且各有独特及不同应用之处.按组成的不同(见表),玻璃的等级可分四种商品：A级为高碱性,C级为抗化性,Ｅ级为电子用途,S级为高强度.电路板中所用的就是E级玻璃，主要是其介电性质优于其它三种．－玻璃纤维一些共同的特性如下所述:a．高强度:和其它纺织用纤维比较,玻璃有极高强度.在某些应用上,其强度/重量比甚至超过铁丝． b．抗热与火:玻璃纤维为无机物,因此不会燃烧 c.抗化性:可耐大部份的化学品,也不为霉菌，细菌的渗入及昆虫的功击. ｄ.防潮:玻璃并不吸水，即使在很潮湿的环境，依然保持它的机械强度． e.热性质：玻纤有很低的熬线性膨胀系数,及高的热导系数,因此在高温环境下有极佳的表现. f.电性:由于玻璃纤维的不导电性,是一个很好的绝缘物质的选择．PCＢ基材所选择使用的E级玻璃，最主要的是其非常优秀的抗水性．因此在非常潮湿,恶劣的环境下，仍然保有非常好的电性及物性一如尺寸稳定度． -玻纤布的制作: 玻璃纤维布的制作,是一系列专业且投资全额庞大的制程本章略而不谈. 3.2 铜箔（coppeｒfｏil) 早期线路的设计粗粗宽宽的,厚度要求亦不挑剔，但演变至今日线宽３,４mil,甚至更细(现国内已有工厂开发1 mil线宽),电阻要求严苛．抗撕强度,表面Ｐrofｉlｅ等也都详加规定.所以对铜箔发展的现况及驱势就必须进一步了解． 3.2.1传统铜箔 3.2．1.1辗轧法（Ｒolled－or Wrｏuｇｈt Method) 是将铜块经多次辗轧制作而成，其所辗出之宽度受到技术限制很难达到标准尺寸基板的要求 (3 呎*４呎) ,而且很容易在辗制过程中造成报废，因表面粗糙度不够，所以与树脂之结合能力比较不好,而且制造过程中所受应力需要做热处理之回火轫化（Ｈeat tｒｅatmeｎt or Ａnnealｉng）,故其成本较高. A. 优点． a. 延展性Ducｔiｌｉty高,对FPＣ使用于动态环境下,信赖度极佳． b. 低的表面棱线Low-pro,对于一些Ｍiｃrowave电子应用是一利基. B. 缺点. ａ. 和基材的附着力不好. ｂ. 成本较高. c. 因技术问题,宽度受限． 3．２.1．2 电镀法（Electｒodeposited Ｍethod）最常使用于基板上的铜箔就是ED铜.利用各种废弃之电线电缆熔解成硫酸铜镀液，在殊特深入地下的大型镀槽中，阴阳极距非常短，以非常高的速度冲动镀液，以 60０ AS Ｆ之高电流密度,将柱状（Ｃoluｍnａr) 结晶的铜层镀在表面非常光滑又经钝化的 (pａssｉvated) 不锈钢大桶状之转胴轮上(Druｍ），因钝化处理过的不锈钢胴轮上对铜层之附着力并不好,故镀面可自转轮上撕下，如此所镀得的连续铜层,可由转轮速度，电流密度而得不同厚度之铜箔,贴在转胴之光滑铜箔表面称为光面(Drum side ）, 另一面对镀液之粗糙结晶表面称为毛面 (Maｔte side） .此种铜箔: A. 优点 a．价格便宜． b．可有各种尺寸与厚度. B. 缺点． a. 延展性差, ｂ．应力极高无法挠曲又很容易折断. 3．２.1.３厚度单位一般生产铜箔业者为计算成本, 方便订价,多以每平方呎之重量做为厚度之计算单位, 如1．0 Oｕnce (oｚ)的定义是一平方呎面积单面覆盖铜箔重量1 oz (2８.35g)的铜层厚度．经单位换算３5 微米（ｍicron)或1．3５ mｉl. 一般厚度１ oｚ及1／2 ｏz而超薄铜箔可达1／4 oz,或更低. 3.２.2 新式铜箔介绍及研发方向 3.2．2．1 超薄铜箔一般所说的薄铜箔是指 0.5 oz (17.5 ｍicｒｏｎ）以下,表三种厚度则称超薄铜箔 3／8 oz 以下因本身太薄很不容易操作故需要另加载体 (Carrier) 才能做各种操作(称复合式copper ｆoil),否则很容易造成损伤.所用之载体有两类,一类是以传统ED 铜箔为载体,厚约2.1 ｍil.另一类载体是铝箔,厚度约3 ｍｉl.两者使用之前须将载体撕离. 超薄铜箔最不易克服的问题就是＂针孔＂或＂疏孔"（Poｒosiｔy)，因厚度太薄,电镀时无法将疏孔完全填满.补救之道是降低电流密度，让结晶变细．细线路,尤其是5 ｍil以下更需要超薄铜箔,以减少蚀刻时的过蚀与侧蚀． 3.２.2.2 辗轧铜箔对薄铜箔超细线路而言，导体与绝缘基材之间的接触面非常狭小,如何能耐得住二者之间热膨胀系数的巨大差异而仍维持足够的附着力,完全依赖铜箔毛面上的粗化处理是不够的,而且高速镀铜箔的结晶结构粗糙在高温焊接时容易造成XY 的断裂也是一项难以解决的问题．辗轧铜箔除了细晶之外还有另一项长处那就是应力很低（S ｔress).ED 铜箔应力高,但后来线路板业者所镀上的一次铜或二次铜的应力就没有那么高.于是造成二者在温度变化时使细线容易断制.因此辗轧铜箔是一解决之途.若是成本的考量,Graｄe 2，E-Ｔype的hｉgh-ｄｕctiｌity或是Gr ａdｅ 2,E-ＴypｅHTE铜箔也是一种选择. 国际制造铜箔大厂多致力于开发ＥD细晶产品以解决此问题. 3.2.２.3 铜箔的表面处理 A 传统处理法ＥＤ铜箔从Drum撕下后,会继续下面的处理步骤: a．Ｂoｎding Stage-在粗面(Mat ｔｅSide)上再以高电流极短时间内快速镀上铜, 其长相如瘤,称"瘤化处理"＂Noｄｕlizatiｏn"目的在增加表面积，其厚度约２００0~４00０A b. Tｈｅｒmａl barｒiｅr treaｔｍenｔｓ-瘤化完成后再于其上镀一层黄铜(Braｓs,是Goｕld 公司专利,称为JTC处理)，或锌(Zinc是Yateｓ公司专利,称为TＷ处理).也是镀镍处理其作用是做为耐热层．树脂中的Dicy于高温时会攻击铜面而生成胺类与水份,一旦生水份时,会导致附着力降底.此层的作用即是防止上述反应发生,其厚度约５00~１0０0A c. Ｓtａbilizaｔｉoｎ-耐热处理后,再进行最后的"铬化处理＂(Ｃhｒoｍatiｏｎ),光面与粗面同时进行做为防污防锈的作用,也称"钝化处理"（passivａｔion)或"抗氧化处理"(anｔｉoxidant) Ｂ新式处理法 a．两面处理(Doubｌe treatment)指光面及粗面皆做粗化处理,严格来说,此法的应用己有20年的历史,但今日为降低多层板的COSＴ而使用者渐多. 在光面也进行上述的传统处理方式,如此应用于内层基板上，可以省掉压膜前的铜面理处理以及黑/棕化步骤. 美国一家Ｐolyclad铜箔基板公司,发展出来的一种处理方式，称为ＤST 铜箔,其处理方式有异曲同工之妙.该法是在光面做粗化处理,该面就压在胶片上，所做成基板的铜面为粗面，因此对后制亦有帮助. ｂ. 硅化处理(Low ｐrｏfｉlｅ) 传统铜箔粗面处理其Tooth Profｉle (棱线) 粗糙度(波峰波谷),不利于细线路的制造( 影响ｊusｔ etch时间，造成ｏve ｒ－eｔch）,因此必须设法降低棱线的高度.上述Polyclad的ＤST铜箔,以光面做做处理,改善了这个问题, 另外,一种叫"有机硅处理＂(Organic Ｓiｌaｎe Treatｍent),加入传统处理方式之后，亦可有此效果.它同时产生一种化学键,对于附着力有帮助. ３．3.3 铜箔的分类按IPＣ-ＣF-150 将铜箔分为两个类型,TYPE E 表电镀铜箔,TYPＥ W 表辗轧铜箔,再将之分成八个等级, class １到cｌasｓ 4 是电镀铜箔,ｃlasｓ5 到 class 8 是辗轧铜箔.现将其型级及代号分列于表3.４ PP（胶片 Pｒepreg)的制作 "Prepｒｅg"是"ｐreimpｒｅgnaｔed"的缩写,意指玻璃纤维或其它纤维浸含树脂,并经部份聚合而称之.其树脂此时是B-sｔagｅ. Preｐｒｅg又有人称之为"Ｂonｄing ｓhｅet＂ 3.4.1胶片制作流程３．4.2制程品管制造过程中,须定距离做Geｌ tｉme， Resｉｎflｏw, Resi ｎ Cｏnteｎｔ的测试,也须做Volatilｅ成份及Ｄicy成份之分析，以确保品质之稳定. 3．４.3 储放条件与寿命大部份ＥＰOXY系统之储放温度要求在5℃以下,其寿命约在３~6个月,储放超出此时间后须取出再做3.３.２的各种分析以判定是否可再使用．而各厂牌prepｒeｇ可参照其提供之Data sheｅt做为作业时的依据. 3．4.4常见胶片种类,其胶含量及Cｒｕｉng后厚度关系,见表3.4基板的现在与未来趋使基板不断演进的两大趋动力（Dｒiｖing Force),一是极小化（Minｉａturiｚａtion)，一是高速化(或高频化). 3．4.1极小化如分行动电话,PDA，PC卡,汽车定位及卫星通信等系统．美国是尖端科技领先国家,从其半导体工业协会所预估在Chip及Package 方面的未来演变－见表(ａ)与(b),可知基板面临的挑战颇为艰辛. 3.4．２高频化从个人计算机的演进,可看出ＣPU世代交替的速度愈来愈快,消费者应接不应暇,当然对大众而言是好事.但对ＰCB的制作却又是进一步的挑戢.因为高频化, 须要基材有更低的Dk与Dｆ值.最后,表归纳出PＣB一些特性的现在与未来演变的指标。
pcb板是什么材料做的
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PCB板是什么材料做的。
PCB板，即印刷电路板，是一种用于支持和连接电子元件的基板。
它通常由一
种绝缘材料作为基底，上面覆盖着导电铜箔，并且经过化学腐蚀等工艺形成电路连接。
那么，PCB板是由什么材料做的呢？接下来，我们将详细介绍PCB板的材料
及其特点。
首先，PCB板的基底材料通常采用玻璃纤维、环氧树脂和聚酰亚胺等。
玻璃纤
维具有优良的机械性能和绝缘性能，能够有效支撑和固定电子元件；环氧树脂具有良好的耐热性和耐化学性，能够保护电路不受外界环境的影响；聚酰亚胺则具有优异的高温性能和尺寸稳定性，适用于高频高速电路的制作。
这些基底材料都具有不同的特点，可以根据电路的需求选择合适的材料。
其次，PCB板的导电层通常采用铜箔。
铜箔具有良好的导电性能和加工性能，
能够满足电路的导电需求。
此外，根据电路的要求，导电层的厚度也会有所不同，一般有1oz、2oz、3oz等不同厚度的选项。
厚度越大，导电性能越好，但相应的成
本也会增加。
最后，PCB板的覆盖层通常采用焊膜、阻焊油和标识油等。
焊膜用于覆盖焊盘，防止焊接时短路和飞锡现象的发生；阻焊油用于覆盖电路板表面，保护电路不受外界环境的侵蚀；标识油用于标识电路板的型号、版本和生产信息，方便生产和维护。
综上所述，PCB板是由玻璃纤维、环氧树脂、聚酰亚胺等绝缘材料作为基底，
覆盖铜箔作为导电层，再覆盖焊膜、阻焊油和标识油等覆盖层组成的。
这些材料各具特点，能够满足不同电路的需求，是电子产品中不可或缺的重要组成部分。
希望本文能够帮助大家更好地了解PCB板的材料及其特点。
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PCB板材质介绍印刷电路板是以铜箔基板( Copper-clad Laminate 简称CCL )做为原料而制造的电器或电子的重要机构组件,故从事电路板之上下游业者必须对基板有所了解:有那些种类的基板,它们是如何制造出来的,使用于何种产品, 它们各有那些优劣点,如此才能选择适当的基板.表3.1简单列出不同基板的适用场合. 基板工业是一种材料的基础工业, 是由介电层(树脂 Resin ,玻璃纤维 Glassfiber ),及高纯度的导体 (铜箔 Copper foil )二者所构成的复合材料( Composite material),其所牵涉的理论及实务不输于电路板本身的制作. 以下即针对这二个主要组成做深入浅出的探讨.3.1介电层3.1.1树脂 Resin3.1.1.1前言目前已使用于线路板之树脂类别很多,如酚醛树脂( Phonetic )、环氧树脂( Epoxy )、聚亚醯胺树脂( Polyamide )、聚四氟乙烯(Polytetrafluorethylene,简称PTFE或称TEFLON),B一三氮树脂(Bismaleimide Triazine 简称 BT )等皆为热固型的树脂(Thermosetted Plastic Resin).3.1.1.2 酚醛树脂 Phenolic Resin是人类最早开发成功而又商业化的聚合物.是由液态的酚(phenol)及液态的甲醛( formaldehyde 俗称formalin )两种便宜的化学品, 在酸性或碱性的催化条件下发生立体架桥( Crosslinkage )的连续反应而硬化成为固态的合成材料.其反应化学式见图3.1 1910 年有一家叫 Bakelite 公司加入帆布纤维而做成一种坚硬强固,绝缘性又好的材料称为 Bakelite,俗名为电木板或尿素板. 美国电子制造业协会(NEMA-Nationl Electrical Manufacturers Association) 将不同的组合冠以不同的编号代字而为业者所广用, 现将酚醛树脂之各产品代字列表,如表NEMA 对于酚醛树脂板的分类及代码表中纸质基板代字的第一个 "X" 是表示机械性用途,第二个 "X" 是表示可用电性用途. 第三个 "X" 是表示可用有无线电波及高湿度的场所. "P" 表示需要加热才能冲板子( Punchable ),否则材料会破裂, "C" 表示可以冷冲加工( cold punchable ),"FR" 表示树脂中加有不易着火的物质使基板有难燃 (Flame Retardent) 或抗燃(Flame resistance) 性.纸质板中最畅销的是XXXPC及FR-2．前者在温度25 ℃以上,厚度在.062in以下就可以冲制成型很方便,后者的组合与前完全相同,只是在树脂中加有三氧化二锑增加其难燃性.以下介绍几个较常使用纸质基板及其特殊用途:A 常使用纸质基板a. XPC Grade:通常应用在低电压、低电流不会引起火源的消费性电子产品, 如玩具、手提收音机、电话机、计算器、遥控器及钟表等等.UL94对XPC Grade 要求只须达到HB难燃等级即可.b. FR-1 Grade:电气性、难燃性优于XPC Grade,广泛使用于电流及电压比XPC Grade稍高的电器用品,如彩色电视机、监视器、VTR、家庭音响、洗衣机及吸尘器等等.UL94要求FR-1难燃性有V-0、V-1与V-2不同等级,不过由于三种等级板材价位差异不大,而且考虑安全起见,目前电器界几乎全采用V-0级板材. c. FR-2 Grade:在与FR-1比较下,除电气性能要求稍高外,其它物性并没有特别之处,近年来在纸质基板业者努力研究改进FR-1技术,FR-1与FR-2的性质界线已渐模糊,FR-2等级板材在不久将来可能会在偏高价格因素下被FR-1 所取代.B. 其它特殊用途:a. 铜镀通孔用纸质基板主要目的是计划取代部份物性要求并不高的FR-4板材,以便降低PCB的成本.b. 银贯孔用纸质基板时下最流行取代部份物性要求并不很高的FR-4作通孔板材,就是银贯孔用纸质基板印刷电路板两面线路的导通,可直接借由印刷方式将银胶(Silver Paste) 涂布于孔壁上,经由高温硬化,即成为导通体,不像一般FR-4板材的铜镀通孔,需经由活化、化学铜、电镀铜、锡铅等繁杂手续.b-1 基板材质1) 尺寸安定性:除要留意X、Y轴(纤维方向与横方向)外,更要注意Z轴(板材厚度方向),因热胀冷缩及加热减量因素容易造成银胶导体的断裂.2) 电气与吸水性: 许多绝缘体在吸湿状态下,降低了绝缘性,以致提供金属在电位差趋动力下发生移行的现象,FR-4在尺寸安性、电气性与吸水性方面都比FR-1及XPC 佳,所以生产银贯孔印刷电路板时,要选用特制FR-1及XPC的纸质基板 .板材.b.-2 导体材质 1) 导体材质银及碳墨贯孔印刷电路的导电方式是利用银及石墨微粒镶嵌在聚合体内, 藉由微粒的接触来导电,而铜镀通孔印刷电路板,则是借由铜本身是连贯的结晶体而产生非常顺畅的导电性.2) 延展性:铜镀通孔上的铜是一种连续性的结晶体,有非常良好的延展性,不会像银、碳墨胶在热胀冷缩时,容易发生界面的分离而降低导电度. 3) 移行性: 银、铜都是金属材质,容易发性氧化、还原作用造成锈化及移行现象,因电位差的不同,银比铜在电位差趋动力下容易发生银迁移(Silver Migration).c. 碳墨贯孔(Carbon Through Hole)用纸质基板.碳墨胶油墨中的石墨不具有像银的移行特性,石墨所担当的角色仅仅是作简单的讯号传递者,所以PCB业界对积层板除了碳墨胶与基材的密着性、翘曲度外,并没有特别要求.石墨因有良好的耐磨性,所以Carbon Paste最早期是被应用来取代Key Pad及金手指上的镀金,而后延伸到扮演跳线功能.碳墨贯孔印刷电路板的负载电流通常设计的很低,所以业界大都采用XPC 等级,至于厚度方面,在考虑轻、薄、短、小与印刷贯孔性因素下,常通选用0.8、1.0或1.2mm厚板材. d. 室温冲孔用纸质基板其特征是纸质基板表面温度约40℃以下,即可作Pitch 为1.78mm的IC密集孔的冲模,孔间不会发生裂痕,并且以减低冲模时纸质基板冷却所造成线路精准度的偏差,该类纸质基板非常适用于细线路及大面积的印刷电路板.e. 抗漏电压(Anti-Track)用纸质基板人类的生活越趋精致,对物品的要求且也就越讲就短小轻薄,当印刷电路板的线路设计越密集,线距也就越小,且在高功能性的要求下,电流负载变大了,那么线路间就容易因发生电弧破坏基材的绝缘性而造成漏电,纸质基板业界为解决该类问题,有供应采用特殊背胶的铜箔所制成的抗漏电压用纸质基板2.1.2 环氧树脂 Epoxy Resin 是目前印刷线路板业用途最广的底材.在液态时称为清漆或称凡立水(Varnish) 或称为 A-stage, 玻璃布在浸胶半干成胶片后再经高温软化液化而呈现黏着性而用于双面基板制作或多层板之压合用称B-stage prepreg ,经此压合再硬化而无法回复之最终状态称为 C-stage.2.1.2.1传统环氧树脂的组成及其性质用于基板之环氧树脂之单体一向都是Bisphenol A 及Epichlorohydrin 用 dicy 做为架桥剂所形成的聚合物.为了通过燃性试验(Flammability test), 将上述仍在液态的树脂再与Tetrabromo-Bisphenol A 反应而成为最熟知FR-4 传统环氧树脂.现将产品之主要成份列于后: 单体 --Bisphenol A, Epichlorohydrin 架桥剂(即硬化剂) -双氰 Dicyandiamide简称Dicy速化剂 (Accelerator)--Benzyl-Dimethylamine ( BDMA ) 及 2- Methylimidazole ( 2-MI )溶剂 --Ethylene glycol monomethy ether( EGMME ) Dimethy formamide (DMF) 及稀释剂 Acetone ,MEK.填充剂(Additive) --碳酸钙、硅化物、及氢氧化铝或化物等增加难燃效果. 填充剂可调整其Tg.A. 单体及低分子量之树脂典型的传统树脂一般称为双功能的环气树脂 ( Difunctional Epoxy Resin),见图3.2. 为了达到使用安全的目的,特于树脂的分子结构中加入溴原子,使产生部份碳溴之结合而呈现难燃的效果.也就是说当出现燃烧的条件或环境时,它要不容易被点燃,万一已点燃在燃烧环境消失后,能自己熄灭而不再继续延烧.见图3.3.此种难燃材炓在 NEMA 规范中称为 FR-4.(不含溴的树脂在 NEMA 规范中称为 G-10) 此种含溴环氧树脂的优点很多如介电常数很低,与铜箔的附着力很强,与玻璃纤维结合后之挠性强度很不错等.B. 架桥剂(硬化剂)环氧树脂的架桥剂一向都是Dicey,它是一种隐性的 (latent) 催化剂 , 在高温160℃之下才发挥其架桥作用,常温中很安定,故多层板 B-stage 的胶片才不致无法储存. 但 Dicey的缺点却也不少,第一是吸水性 (Hygroscopicity),第二个缺点是难溶性.溶不掉自然难以在液态树脂中发挥作用.早期的基板商并不了解下游电路板装配工业问题,那时的 dicey 磨的不是很细,其溶不掉的部份混在底材中,经长时间聚集的吸水后会发生针状的再结晶, 造成许多爆板的问题.当然现在的基板制造商都很清处它的严重性,因此已改善此点.C. 速化剂用以加速 epoxy 与 dicey 之间的架桥反应, 最常用的有两种即BDMA 及2-MI.D. Tg 玻璃态转化温度高分子聚合物因温度之逐渐上升导致其物理性质渐起变化,由常温时之无定形或部份结晶之坚硬及脆性如玻璃一般的物质而转成为一种黏滞度非常高,柔软如橡皮一般的另一种状态.传统 FR4 之 Tg 约在115-120℃之间,已被使用多年,但近年来由于电子产品各种性能要求愈来愈高,所以对材料的特性也要求日益严苛,如抗湿性、抗化性、抗溶剂性、抗热性 ,尺寸安定性等都要求改进,以适应更广泛的用途, 而这些性质都与树脂的 Tg 有关, Tg 提高之后上述各种性质也都自然变好.例如 Tg 提高后, a.其耐热性增强, 使基板在 X 及 Y 方向的膨胀减少,使得板子在受热后铜线路与基材之间附着力不致减弱太多,使线路有较好的附着力. b.在 Z 方向的膨胀减小后,使得通孔之孔壁受热后不易被底材所拉断.c. Tg 增高后,其树脂中架桥之密度必定提高很多使其有更好的抗水性及防溶剂性,使板子受热后不易发生白点或织纹显露,而有更好的强度及介电性.至于尺寸的安定性,由于自动插装或表面装配之严格要求就更为重要了.因而近年来如何提高环氧树脂之 Tg 是基板材所追求的要务.E. FR4 难燃性环氧树脂传统的环氧树脂遇到高温着火后若无外在因素予以扑灭时,会不停的一直燃烧下去直到分子中的碳氢氧或氮燃烧完毕为止.若在其分子中以溴取代了氢的位置,使可燃的碳氢键化合物一部份改换成不可燃的碳溴键化合物则可大大的降低其可燃性.此种加溴之树脂难燃性自然增强很多,但却降低了树脂与铜皮以及玻璃间的黏着力,而且万一着火后更会放出剧毒的溴气,会带来的不良后果.3.1.2.2高性能环氧树脂(Multifunctional Epoxy)传统的 FR4 对今日高性能的线路板而言已经力不从心了, 故有各种不同的树脂与原有的环氧树脂混合以提升其基板之各种性质,A. Novolac最早被引进的是酚醛树脂中的一种叫 Novolac 者 ,由 Novolac 与环氧氯丙烷所形成的酯类称为 Epoxy Novolacs,见图3.4之反应式. 将此种聚合物混入 FR4 之树脂, 可大大改善其抗水性、抗化性及尺寸安定性, Tg 也随之提高,缺点是酚醛树脂本身的硬度及脆性都很高而易钻头,加之抗化性能力增强,对于因钻孔而造成的胶渣 (Smear) 不易除去而造成多层板PTH制程之困扰.B. Tetrafunctional Epoxy另一种常被添加于 FR4 中的是所谓 " 四功能的环氧树脂 " (Tetrafunctional Epoxy Resin ).其与传统 " 双功能 " 环氧树脂不同之处是具立体空间架桥 ,见图3.5,Tg 较高能抗较差的热环境,且抗溶剂性、抗化性、抗湿性及尺寸安定性也好很多,而且不会发生像 Novolac那样的缺点.最早是美国一家叫Polyclad 的基板厂所引进的.四功能比起 Novolac来还有一种优点就是有更好的均匀混合.为保持多层板除胶渣的方便起见,此种四功能的基板在钻孔后最好在烤箱中以 160 ℃烤 2-4 小时, 使孔壁露出的树脂产生氧化作用,氧化后的树脂较容易被蚀除,而且也增加树脂进一步的架桥聚合,对后来的制程也有帮助.因为脆性的关系, 钻孔要特别注意.上述两种添加树脂都无法溴化,故加入一般FR4中会降低其难燃性. 3.1.2.3 聚亚醯胺树脂 Polyimide(PI)A. 成份主要由Bismaleimide 及Methylene Dianiline 反应而成的聚合物,见图3.6. B. 优点电路板对温度的适应会愈来愈重要,某些特殊高温用途的板子,已非环氧树脂所能胜任,传统式 FR4 的 Tg 约 120℃左右,即使高功能的 FR4也只到达 180-190 ℃,比起聚亚醯胺的 260 ℃还有一大段距离.PI在高温下所表现的良好性质,如良好的挠性、铜箔抗撕强度、抗化性、介电性、尺寸安定性皆远优于 FR4.钻孔时不容易产生胶渣,对内层与孔壁之接通性自然比 FR4 好. 而且由于耐热性良好,其尺寸之变化甚少,以X 及 Y方向之变化而言,对细线路更为有利,不致因膨胀太大而降低了与铜皮之间的附着力.就 Z 方向而言可大大的减少孔壁铜层断裂的机会.C. 缺点:a.不易进行溴化反应,不易达到 UL94 V-0 的难燃要求.b.此种树脂本身层与层之间,或与铜箔之间的黏着力较差,不如环氧树脂那么强,而且挠性也较差.c.常温时却表现不佳,有吸湿性 (Hygroscopic), 而黏着性、延性又都很差.d.其凡立水(Varnish,又称生胶水,液态树脂称之)中所使用的溶剂之沸点较高,不易赶完,容易产生高温下分层的现象.而且流动性不好,压合不易填满死角 . e.目前价格仍然非常昂贵约为 FR4 的 2-3倍,故只有军用板或 Rigid- Flex 板才用的起. 在美军规范MIL-P-13949H中, 聚亚醯胺树脂基板代号为GI. 3.1.2.4 聚四氟乙烯 (PTFE)全名为 Polyterafluoroethylene ,分子式见图3.7. 以之抽丝作PTFE纤维的商品名为 Teflon 铁弗龙 ,其最大的特点是阻抗很高 (Impedance) 对高频微波(microwave) 通信用途上是无法取代的,美军规范赋与 "GT"、"GX"、及 "GY" 三种材料代字,皆为玻纤补强type,其商用基板是由3M 公司所制,目前这种材料尚无法大量投入生产,其原因有: A. PTFE 树脂与玻璃纤维间的附着力问题;此树脂很难渗入玻璃束中,因其抗化性特强,许多湿式制程中都无法使其反应及活化,在做镀通孔时所得之铜孔壁无法固着在底材上,很难通过 MILP-55110E 中4.8.4.4 之固着强度试验. 由于玻璃束未能被树脂填满,很容易在做镀通孔时造成玻璃中渗铜 (Wicking) 的出现,影响板子的可信赖度. B. 此四氟乙烯材料分子结构,非常强劲无法用一般机械或化学法加以攻击, 做蚀回时只有用电浆法. C. Tg 很低只有 19 度 c, 故在常温时呈可挠性, 也使线路的附着力及尺寸安定性不好. 表为四种不同树脂制造的基板性质的比较. 3.1.2.5 BT/EPOXY树脂BT树脂也是一种热固型树脂,是日本三菱瓦斯化成公司(Mitsubishi Gas Chemical Co.)在1980年研制成功.是由Bismaleimide及Trigzine Resin monomer二者反应聚合而成.其反应式见图3.8.BT树脂通常和环氧树脂混合而制成基板. A. 优点a. Tg点高达180℃,耐热性非常好,BT作成之板材,铜箔的抗撕强度(peel Strength),挠性强度亦非常理想钻孔后的胶渣(Smear)甚少b. 可进行难燃处理,以达到UL94V-0的要求c. 介质常数及散逸因子小,因此对于高频及高速传输的电路板非常有利.d. 耐化性,抗溶剂性良好e. 绝缘性佳 B. 应用 a. COB设计的电路板由于wire bonding过程的高温,会使板子表面变软而致打线失败.BT/EPOXY高性能板材可克服此点. b. BGA ,PGA, MCM-Ls等半导体封装载板半导体封装测试中,有两个很重要的常见问题,一是漏电现象,或称CAF(Conductive Anodic Filament),一是爆米花现象(受湿气及高温冲击).这两点也是BT/EPOXY板材可以避免的. 3.1.2.6 Cyanate Ester Resin 1970年开始应用于PCB基材,目前Chiba Geigy有制作此类树脂.其反应式如图3.9. A. 优点 a. Tg可达250℃,使用于非常厚之多层板 b. 极低的介电常数(2.5~3.1)可应用于高速产品.B. 问题 a. 硬化后脆度高. b. 对湿度敏感,甚至可能和水起反应. 3.1.2玻璃纤维 3.1.2.1前言玻璃纤维(Fiberglass)在PCB基板中的功用,是作为补强材料.基板的补强材料尚有其它种,如纸质基板的纸材, Kelvar(Polyamide聚醯胺)纤维,以及石英(Quartz)纤维.本节仅讨论最大宗的玻璃纤维. 玻璃(Glass)本身是一种混合物,其组成见表它是一些无机物经高温融熔合而成,再经抽丝冷却而成一种非结晶结构的坚硬物体.此物质的使用,已有数千年的历史.做成纤维状使用则可追溯至17世纪.真正大量做商用产品,则是由Owen-Illinois及Corning Glass Works两家公司其共同的研究努力后,组合成Owens-Corning Fiberglas Corporation于1939年正式生产制造. 3.1.2.2 玻璃纤维布玻璃纤维的制成可分两种,一种是连续式(Continuous)的纤维另一种则是不连续式(discontinuous)的纤维前者即用于织成玻璃布 (Fabric),后者则做成片状之玻璃席(Mat).FR4等基材,即是使用前者,CEM3基材,则采用后者玻璃席. A. 玻璃纤维的特性原始融熔态玻璃的组成成份不同,会影响玻璃纤维的特性,不同组成所呈现的差异,表中有详细的区别,而且各有独特及不同应用之处.按组成的不同(见表),玻璃的等级可分四种商品:A级为高碱性,C级为抗化性,E级为电子用途,S级为高强度.电路板中所用的就是E级玻璃,主要是其介电性质优于其它三种.-玻璃纤维一些共同的特性如下所述:a.高强度:和其它纺织用纤维比较,玻璃有极高强度.在某些应用上,其强度/重量比甚至超过铁丝.b.抗热与火:玻璃纤维为无机物,因此不会燃烧c.抗化性:可耐大部份的化学品,也不为霉菌,细菌的渗入及昆虫的功击.d.防潮:玻璃并不吸水,即使在很潮湿的环境,依然保持它的机械强度.e.热性质:玻纤有很低的熬线性膨胀系数,及高的热导系数,因此在高温环境下有极佳的表现.f.电性:由于玻璃纤维的不导电性,是一个很好的绝缘物质的选择. PCB基材所选择使用的E级玻璃,最主要的是其非常优秀的抗水性.因此在非常潮湿,恶劣的环境下,仍然保有非常好的电性及物性一如尺寸稳定度. -玻纤布的制作: 玻璃纤维布的制作,是一系列专业且投资全额庞大的制程本章略而不谈． 3.2 铜箔(copper foil) 早期线路的设计粗粗宽宽的,厚度要求亦不挑剔,但演变至今日线宽3,4mil,甚至更细(现国内已有工厂开发1 mil线宽),电阻要求严苛.抗撕强度,表面Profile等也都详加规定.所以对铜箔发展的现况及驱势就必须进一步了解.3.2.1传统铜箔 3.2.1.1辗轧法 (Rolled-or Wrought Method) 是将铜块经多次辗轧制作而成,其所辗出之宽度受到技术限制很难达到标准尺寸基板的要求 (3 呎*4呎) ,而且很容易在辗制过程中造成报废,因表面粗糙度不够,所以与树脂之结合能力比较不好,而且制造过程中所受应力需要做热处理之回火轫化(Heat treatment or Annealing),故其成本较高. A. 优点. a. 延展性Ductility高,对FPC使用于动态环境下,信赖度极佳. b. 低的表面棱线Low-profile Surface,对于一些Microwave电子应用是一利基. B. 缺点. a. 和基材的附着力不好. b. 成本较高. c. 因技术问题,宽度受限. 3.2.1.2 电镀法 (Electrodeposited Method) 最常使用于基板上的铜箔就是ED铜.利用各种废弃之电线电缆熔解成硫酸铜镀液,在殊特深入地下的大型镀槽中,阴阳极距非常短,以非常高的速度冲动镀液,以 600 ASF 之高电流密度,将柱状 (Columnar) 结晶的铜层镀在表面非常光滑又经钝化的 (passivated) 不锈钢大桶状之转胴轮上(Drum),因钝化处理过的不锈钢胴轮上对铜层之附着力并不好,故镀面可自转轮上撕下,如此所镀得的连续铜层,可由转轮速度,电流密度而得不同厚度之铜箔,贴在转胴之光滑铜箔表面称为光面(Drum side ), 另一面对镀液之粗糙结晶表面称为毛面 (Matte side) .此种铜箔: A. 优点 a. 价格便宜. b. 可有各种尺寸与厚度. B. 缺点. a. 延展性差, b. 应力极高无法挠曲又很容易折断. 3.2.1.3 厚度单位一般生产铜箔业者为计算成本, 方便订价,多以每平方呎之重量做为厚度之计算单位, 如1.0 Ounce (oz)的定义是一平方呎面积单面覆盖铜箔重量1 oz (28.35g)的铜层厚度.经单位换算 35 微米 (micron)或1.35 mil. 一般厚度1 oz 及1/2 oz而超薄铜箔可达 1/4 oz,或更低. 3.2.2 新式铜箔介绍及研发方向 3.2.2.1 超薄铜箔一般所说的薄铜箔是指 0.5 oz (17.5 micron ) 以下,表三种厚度则称超薄铜箔3/8 oz 以下因本身太薄很不容易操作故需要另加载体 (Carrier) 才能做各种操作(称复合式copper foil),否则很容易造成损伤.所用之载体有两类,一类是以传统 ED 铜箔为载体,厚约2.1 mil.另一类载体是铝箔,厚度约3 mil.两者使用之前须将载体撕离. 超薄铜箔最不易克服的问题就是 " 针孔 " 或 " 疏孔"(Porosity),因厚度太薄,电镀时无法将疏孔完全填满.补救之道是降低电流密度,让结晶变细. 细线路,尤其是5 mil以下更需要超薄铜箔,以减少蚀刻时的过蚀与侧蚀. 3.2.2.2 辗轧铜箔对薄铜箔超细线路而言,导体与绝缘基材之间的接触面非常狭小,如何能耐得住二者之间热膨胀系数的巨大差异而仍维持足够的附着力,完全依赖铜箔毛面上的粗化处理是不够的,而且高速镀铜箔的结晶结构粗糙在高温焊接时容易造成 XY 的断裂也是一项难以解决的问题.辗轧铜箔除了细晶之外还有另一项长处那就是应力很低 (Stress).ED 铜箔应力高,但后来线路板业者所镀上的一次铜或二次铜的应力就没有那么高.于是造成二者在温度变化时使细线容易断制.因此辗轧铜箔是一解决之途.若是成本的考量,Grade2,E-Type的 high-ductility或是Grade 2,E-Type HTE铜箔也是一种选择. 国际制造铜箔大厂多致力于开发ED细晶产品以解决此问题. 3.2.2.3 铜箔的表面处理 A 传统处理法 ED铜箔从Drum撕下后,会继续下面的处理步骤: a. Bonding Stage-在粗面(Matte Side)上再以高电流极短时间内快速镀上铜, 其长相如瘤,称"瘤化处理""Nodulization"目的在增加表面积,其厚度约 2000~4000A b. Thermal barrier treatments-瘤化完成后再于其上镀一层黄铜(Brass,是Gould 公司专利,称为JTC处理),或锌(Zinc是Yates公司专利,称为TW处理).也是镀镍处理其作用是做为耐热层.树脂中的Dicy于高温时会攻击铜面而生成胺类与水份,一旦生水份时,会导致附着力降底.此层的作用即是防止上述反应发生,其厚度约500~1000A c. Stabilization-耐热处理后,再进行最后的"铬化处理"(Chromation),光面与粗面同时进行做为防污防锈的作用,也称"钝化处理"(passivation)或"抗氧化处理"(antioxidant) B新式处理法 a. 两面处理(Double treatment)指光面及粗面皆做粗化处理,严格来说,此法的应用己有20年的历史,但今日为降低多层板的COST而使用者渐多．在光面也进行上述的传统处理方式,如此应用于内层基板上,可以省掉压膜前的铜面理处理以及黑/棕化步骤. 美国一家Polyclad铜箔基板公司,发展出来的一种处理方式,称为DST 铜箔,其处理方式有异曲同工之妙.该法是在光面做粗化处理,该面就压在胶片上,所做成基板的铜面为粗面,因此对后制亦有帮助. b. 硅化处理(Low profile) 传统铜箔粗面处理其Tooth Profile (棱线) 粗糙度 (波峰波谷),不利于细线路的制造( 影响just etch时间,造成over-etch),因此必须设法降低棱线的高度.上述Polyclad的DST铜箔,以光面做做处理,改善了这个问题, 另外,一种叫"有机硅处理"(Organic Silane Treatment),加入传统处理方式之后,亦可有此效果.它同时产生一种化学键,对于附着力有帮助. 3.3.3 铜箔的分类按 IPC-CF-150 将铜箔分为两个类型,TYPE E 表电镀铜箔,TYPE W 表辗轧铜箔,再将之分成八个等级, class 1 到 class 4 是电镀铜箔,class 5 到 class 8 是辗轧铜箔.现将其型级及代号分列于表3.4 PP(胶片 Prepreg)的制作 "Prepreg"是"preimpregnated"的缩写,意指玻璃纤维或其它纤维浸含树脂,并经部份聚合而称之.其树脂此时是B-stage. Prepreg又有人称之为"Bonding sheet" 3.4.1胶片制作流程3.4.2制程品管制造过程中,须定距离做Gel time, Resin flow, Resin Content 的测试,也须做Volatile成份及Dicy成份之分析,以确保品质之稳定. 3.4.3 储放条件与寿命大部份EPOXY系统之储放温度要求在5℃以下,其寿命约在3~6个月,储放超出此时间后须取出再做3.3.2的各种分析以判定是否可再使用.而各厂牌prepreg可参照其提供之Data sheet做为作业时的依据. 3.4.4常见胶片种类,其胶含量及Cruing后厚度关系,见表3.4基板的现在与未来趋使基板不断演进的两大趋动力(Driving Force),一是极小化(Miniaturization),一是高速化(或高频化). 3.4.1极小化如分行动电话,PDA,PC卡,汽车定位及卫星通信等系统. 美国是尖端科技领先国家,从其半导体工业协会所预估在Chip及Package 方面的未来演变-见表(a)与(b),可知基板面临的挑战颇为艰辛. 3.4.2高频化从个人计算机的演进,可看出CPU世代交替的速度愈来愈快,消费者应接不应暇,当然对大众而言是好事.但对PCB的制作却又是进一步的挑戢.因为高频化, 须要基材有更低的Dk与Df值.最后,表归纳出PCB一些特性的现在与未来演变的指标。