PCB材料介绍
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2012/7/15 14
2.Td —熱分解溫度
定義:Td- Decomposition Temperature ,指由於熱作用而產生的 樹脂熱分解反應的溫度,是從化學性能角度表徵樹脂耐熱性的性能 項目。 Td之測試方法-TGA: TGA-Thermal Gravity Analysis(熱重分析法),在控制的氣氛中 (如氮氣等),記錄樣品質量隨著樣品溫度的增加(線性增長)所引起 的變化,測量樹脂的質量與溫度間的關係。 TD:>340℃ 目前一般講Td指失重5%的熱分解溫度. Lead free製程,CCL的Td特性比Tg特性更加重要。
B.流胶量 RF%( Resin flow)：指压板后，流出板外的树脂占原
来半固化片总重的百分比。
RF%是反映树脂流动性的指标，也决定压板后的介电层厚度。
C.挥发分 VC%（volatile content）：指半固化片经过干燥后，失
去的挥发成分的重量占原来重量的百合比。 VC%的多少直接影响压板后的品质。
1.2 PP的保存方法
温湿度要求：T：5~20℃，RH≤60%。
若温度过高，PP易老化，压合时不易流胶，易出现织纹。 若湿度过高，PP易吸水，压合时易流胶过大而出现滑板现象及 白边白角过大，同时易出现分层起泡等品质缺陷。
清洁度要求较高。
操作人员须穿戴无尘衣帽，并戴好头罩，含尘量要求≤10000级， 防止灰尘、杂质被PP吸附，压合后产生板内杂质 。
揮發份含量% 玻璃布基重(g) 100%残铜压合厚度(mil) <0.75 210±5 7.4± 0.5 <0.75 210±5 7.6± 0.5 <0.75 210±5 7.9± 0.5 <0.75 210±5 8.3± 0.5 <0.75 210±5 8.7± 0.5 <0.75 165±5 6.5± 0.5 <0.75 165±5 6.9± 0.5 <0.75 165±5 7.2± 0.5 <0.75 105±5 4.3± 0.5 <0.75 105±5 4.7± 0.5 <0.75 105±5 5.0± 0.5 <0.75 105±5 5.3± 0.5 <0.75 77±5 3.8± 0.5 <0.75 77±5 4.1± 0.5 <0.75 48±5 2.8± 0.5 <0.75 48±5 3.1± 0.5 <0.75 48±5 3.4± 0.5 <0.75 25±5 2.0± 0.5 <0.75 25±5 2.3± 0.5 <0.75 48±5 2.8± 0.5 <0.75 48±5 3.1± 0.5 <0.75 48±5 3.4± 0.5 <0.75 54±5 3.0± 0.5 <0.75 54±5 3.4± 0.5 <0.75 54±5 3.8± 0.5
Resin——树脂 Varnish——胶液 Prepreg——半固化片
Laminate——层压板
Structure
1.1半固化片的特性参数: A.含胶量 RC%（Resin content)：指胶片中除了玻璃布以外，树脂成
分所占的重量百分比。 RC%的多少直接影响到树脂填充导线间空谷的能力，同时决 定压板后的介电层厚度。
凝膠時間(秒) 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20
PCB物料及其特性介绍
（一）物料介绍
压延铜箔 铜箔
基板
电解铜箔 树脂（胶粘剂）
玻织纤维布
PCB原材料
PP（prepreg）
A.基板种类
1、按增强材料分（最常用的分类方法）
基板種類 等級代 號 XPC 紙基板 XXPC FR1 FR2 組成 酚醛樹脂 /絕緣紙 改性酚醛樹脂 /絕緣紙 阻燃酚醛樹脂 /絕緣紙 阻燃改性酚醛樹脂/絕緣紙 一般性質 經濟型、不阻燃 高電性能、不阻燃 經濟型、阻燃性稍高 高電性能、阻燃 用途 玩具、收音機 電話、計算器 汽車電子品、消費電子品 電話機、計算機
E-玻璃纤维布的常用结构:
TYPE 7628 1500 (1506) 2116 基重 g/cm2 208 164 107 經緯紗密度 44×33 47×46 60×60
2313
2112 1080 106
81
72 48 26
60×64
40×40 60×48 56×56
B.半固化片（PP)
Prepreg 是Pre-pregnant的英文缩写,是树脂与载体合成 的一种片状粘结材料.它在制作过程中的变化如下图所示:
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5. T260測試
T260: PN 0-5min,DICY 30-60min
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T-288测试
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5.介电性能
介電性：聚合物在外電場下貯存與損耗電能的性質。
介電常數（DK）：介质在外加电场中会产生感应电荷而削弱电场 ，原外加电场（真空中）与最终介质中电场比值，又称诱电率。 一般來說f越大，DK越小，傳播速度越快，但是f＞3G時， DK的 變化就很小了。 在0~70℃的範圍內，T越高，DK越大，最大變化可達20%。 標準：4.2-4.8 介電損耗（DF）：電介質在交變電場中，因消耗部分電能而使電 介質本身發熱的現象。 f 越大，DF越大， 在一定的温度范围内，T越高，DF越大。 標準：0.015-0.02
PP胶片不可过期，即PP有效期≤3个月。
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（二）材料特性
1.Tg —玻璃態轉化溫度
ຫໍສະໝຸດ Baidu
定義:指高聚物從玻璃態轉變為高彈態轉變溫度。 測試方法：目前業界主要有三種Tg測試方法:
DSC: Differential Scanning Calorimetry示差掃描熱量分析法,是在
量測升溫過程中板材的熱容量變化(即Heat flow變化),在其變化最大 之斜率處找到中值即可。
2.树脂
树脂是一种热固型材料，可以发生高分子聚合反应。 2.1 树脂的功能及特性: A. 功能：作为铜箔与玻璃纤维布之间的粘合剂 。 B. 特性:抗电气性、耐热性、耐化学性、抗水性。
2.2 树脂的种类：由于树脂种类有多种，所以决定了我
们材料的多样性。PCB行业中常用的树脂体系有以 下几种：A.酚醛树脂
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4.Time to Delamination—熱分層時間
定義:分層時間為表徵CCL耐熱性的的一個性能項目,俗稱 T260/T288。 測試方法:TMA-Thermal Machanical Analysis(熱機分析法)
T260全称TMA260,即採用TMA測試方法穩定在260℃高溫條件 下測試板材的抗爆板時間。T288代表最高溫度為288℃。
B.环氧树脂
C.聚酰亚胺树脂 D.三嗪和/或双马来酰亚胺树脂
3.玻璃纤维布 是一种经过高温融合后冷却成一种非结晶态的坚硬的 无机物，然后由经纱，纬纱纵横交织形成的作為基板結構 中补强材料(类似于人体的骨骼结构）。 可以作为补强材料的有：纤维素纸、E-玻璃纤维布、 S-纤维布等。
CCL 業界一般均使用 E 級玻纖布， 7628、2116、1080 係最 普遍的規格，但CCL 可提供更多種選擇，符合客戶需求。
Matte Side Drum Side
1.3 铜箔的量度方法：由于铜箔厚度的测量受到仪器\操作
方法及操作环境的限制,所以通常铜箔是按照单位面积的铜 箔重量来衡量.
代码 E Q T H M 1 2 3 意义 意义 厚度（inch） 0.0002 0.0004 0.0005 0.0007 0.001 0.0014 0.0028 0.042 厚度（mm） 0.005 0.009 0.012 0.018 0.025 0.035 0.071 0.106
PartⅡ
1. 铜箔
1.1 铜箔的种类：按照制造方法分为压延铜箔（Wrought
Foil）与电解铜箔（ED-Foil）。
1.2 压延铜箔：纯铜经过多次机械辊轧制成的铜箔，两面都是光滑的，
对基材的附着力较差 。
1.3 电解铜箔:
硫酸铜溶液电镀而成，一面光滑，称为光面，另一面
是粗糙的结晶面,称为毛面(Matte Side) ，双面粗糙度不同,较粗 的一面处理后可以和树脂产生较强的接合力。
膠含量% 43.0± 2.0 44.0± 2.0 46.0± 2.0 48.0± 2.0 50.0± 2.0 48.0± 2.0 50.0± 2.0 52.0± 2.0 50.0± 2.0 53.0± 2.0 55.0± 2.0 57.0± 2.0 56.0± 2.0 58.0± 2.0 62.0± 2.0 65.0± 2.0 68.0± 2.0 71.0± 2.0 75.0± 2.0 62.0± 2.0 65.0± 2.0 68.0± 2.0 61.0± 2.0 65.0± 2.0 68.0± 2.0
D.凝胶时间 Gel Time：指B-阶（半固化状态）半固化片受高
温后软化粘度降低，然后流动，经过一段时间因吸收热量而发 生聚合反应，粘度逐渐增大，固化成C-阶（固化状态）的一段 树脂可以流动的时间。
RF%
+
Gel time
凝胶时间与树脂流量的关系
+
項目 7628RC43% 7628RC44% 7628RC46% 7628RC48% 7628RC50% 1506RC48% 1506RC50% 1506RC52% 2116RC50% 2116RC53% 2116RC55% 2116RC57% 2113RC56% 2113RC58% 1080RC62% 1080RC65% 1080RC68% 106RC71% 106RC75% 1078RC62% 1078RC65% 1078RC68% 1086RC61% 1086RC65% 1086RC68%
0.146oz/ft2(1/8") 44.57g/m2 0.26oz/ft2(1/4") 80.18g/m2 0.35oz/ft2(3/8") 106.9g/m2 0.5oz/ft2(1/2") 0.75oz/ft2(3/4") 1oz/ft2 2oz/ft2 3oz/ft2 153g/m2 229g/m2 305g/m2 610g/m2 915g/m2
TMA:Thermal Mechanical Analysis熱機分析法,是在量測升溫過程中板
材的膨脹係數 (CTE)的變化。 Medium TG:>135℃
High TG:>175℃ DMA: Dynamic Mechanical Analysis動態熱機分析法,是在檢測升溫過
程中聚合物在黏彈性變化方面的數據。
抗撓強度與抗撞強度良好
FR4 玻璃布基板 FR5 改良型環氧樹脂/玻璃布 環氧樹脂/玻璃布 耐電性能極佳 非常適合PTH製作 高溫抗撓強度優於FR-4 耐電性能極佳
電腦用途
移動通訊 軍事用品 軍事用品
可於室溫冲切
CEM-1 複合基板 CEM-3 環氧樹脂+玻纤纸 環氧樹脂+纸芯 抗撓抗撞性能強 耐電性能好 於室溫冲切但比CEM-1硬 抗撓抗撞性能強 耐電性能很好 HDI板 RCC 电解铜箔（厚度≦18um)粗化面 上涂覆一层或两层高性能树脂 高精度、高密度化 電腦產品、汽車電子品、 電話、醫療設備 電腦周邊產品 消費電子
2、按树脂不同来分 酚酫树脂板 环氧树脂板 聚脂树脂板 BT树脂板（一种特殊的高性能環氧樹脂基板 ） PI树脂板（聚酰亚胺 ） 3、按阻燃性能来分 阻燃型(溴化環氧樹脂TBBPA, 含磷環氧樹脂DOPO) 阻燃等級: UL94-V2<UL94-V1<UL94-VO<UL94-V5 非阻燃型（UL94-HB级） 4 、按固化劑分 DICY型(雙氰胺，適用於一般材料，只需加入5%即可反應，極性強，不耐 熱，市場佔有率90%) PN型(酚醛樹脂，適用於無鉛材料，HTG ，需加入20~30%反應，極性不強， 耐熱性好，市場佔有率10%)
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3.CTE—熱膨脹係數
定義:CTE-Coefficient of Thermal Expansion,指基板材料在受 熱後,其單位溫度上升之間引起的基板材料尺寸的線性變化.
α2:210-280ppm/℃
表徵: 1、CCL的CTE有X&Y方向,亦有Z軸方向;既有Tg前之CTE,亦有Tg後之 CTE。 2、對於CCL之樹脂而言,處於CTE在Tg後高彈態下的CTE,是處於Tg α1:40-60ppm/℃ 前玻璃態下的CTE的3~4倍,故從PCB質量可靠性角度講,Tg後板厚 方向CTE的變化更為重要。
2.Td —熱分解溫度
定義:Td- Decomposition Temperature ,指由於熱作用而產生的 樹脂熱分解反應的溫度,是從化學性能角度表徵樹脂耐熱性的性能 項目。 Td之測試方法-TGA: TGA-Thermal Gravity Analysis(熱重分析法),在控制的氣氛中 (如氮氣等),記錄樣品質量隨著樣品溫度的增加(線性增長)所引起 的變化,測量樹脂的質量與溫度間的關係。 TD:>340℃ 目前一般講Td指失重5%的熱分解溫度. Lead free製程,CCL的Td特性比Tg特性更加重要。
B.流胶量 RF%( Resin flow)：指压板后，流出板外的树脂占原
来半固化片总重的百分比。
RF%是反映树脂流动性的指标，也决定压板后的介电层厚度。
C.挥发分 VC%（volatile content）：指半固化片经过干燥后，失
去的挥发成分的重量占原来重量的百合比。 VC%的多少直接影响压板后的品质。
1.2 PP的保存方法
温湿度要求：T：5~20℃，RH≤60%。
若温度过高，PP易老化，压合时不易流胶，易出现织纹。 若湿度过高，PP易吸水，压合时易流胶过大而出现滑板现象及 白边白角过大，同时易出现分层起泡等品质缺陷。
清洁度要求较高。
操作人员须穿戴无尘衣帽，并戴好头罩，含尘量要求≤10000级， 防止灰尘、杂质被PP吸附，压合后产生板内杂质 。
揮發份含量% 玻璃布基重(g) 100%残铜压合厚度(mil) <0.75 210±5 7.4± 0.5 <0.75 210±5 7.6± 0.5 <0.75 210±5 7.9± 0.5 <0.75 210±5 8.3± 0.5 <0.75 210±5 8.7± 0.5 <0.75 165±5 6.5± 0.5 <0.75 165±5 6.9± 0.5 <0.75 165±5 7.2± 0.5 <0.75 105±5 4.3± 0.5 <0.75 105±5 4.7± 0.5 <0.75 105±5 5.0± 0.5 <0.75 105±5 5.3± 0.5 <0.75 77±5 3.8± 0.5 <0.75 77±5 4.1± 0.5 <0.75 48±5 2.8± 0.5 <0.75 48±5 3.1± 0.5 <0.75 48±5 3.4± 0.5 <0.75 25±5 2.0± 0.5 <0.75 25±5 2.3± 0.5 <0.75 48±5 2.8± 0.5 <0.75 48±5 3.1± 0.5 <0.75 48±5 3.4± 0.5 <0.75 54±5 3.0± 0.5 <0.75 54±5 3.4± 0.5 <0.75 54±5 3.8± 0.5
Resin——树脂 Varnish——胶液 Prepreg——半固化片
Laminate——层压板
Structure
1.1半固化片的特性参数: A.含胶量 RC%（Resin content)：指胶片中除了玻璃布以外，树脂成
分所占的重量百分比。 RC%的多少直接影响到树脂填充导线间空谷的能力，同时决 定压板后的介电层厚度。
凝膠時間(秒) 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20 110±20
PCB物料及其特性介绍
（一）物料介绍
压延铜箔 铜箔
基板
电解铜箔 树脂（胶粘剂）
玻织纤维布
PCB原材料
PP（prepreg）
A.基板种类
1、按增强材料分（最常用的分类方法）
基板種類 等級代 號 XPC 紙基板 XXPC FR1 FR2 組成 酚醛樹脂 /絕緣紙 改性酚醛樹脂 /絕緣紙 阻燃酚醛樹脂 /絕緣紙 阻燃改性酚醛樹脂/絕緣紙 一般性質 經濟型、不阻燃 高電性能、不阻燃 經濟型、阻燃性稍高 高電性能、阻燃 用途 玩具、收音機 電話、計算器 汽車電子品、消費電子品 電話機、計算機
E-玻璃纤维布的常用结构:
TYPE 7628 1500 (1506) 2116 基重 g/cm2 208 164 107 經緯紗密度 44×33 47×46 60×60
2313
2112 1080 106
81
72 48 26
60×64
40×40 60×48 56×56
B.半固化片（PP)
Prepreg 是Pre-pregnant的英文缩写,是树脂与载体合成 的一种片状粘结材料.它在制作过程中的变化如下图所示:
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5. T260測試
T260: PN 0-5min,DICY 30-60min
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18
T-288测试
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5.介电性能
介電性：聚合物在外電場下貯存與損耗電能的性質。
介電常數（DK）：介质在外加电场中会产生感应电荷而削弱电场 ，原外加电场（真空中）与最终介质中电场比值，又称诱电率。 一般來說f越大，DK越小，傳播速度越快，但是f＞3G時， DK的 變化就很小了。 在0~70℃的範圍內，T越高，DK越大，最大變化可達20%。 標準：4.2-4.8 介電損耗（DF）：電介質在交變電場中，因消耗部分電能而使電 介質本身發熱的現象。 f 越大，DF越大， 在一定的温度范围内，T越高，DF越大。 標準：0.015-0.02
PP胶片不可过期，即PP有效期≤3个月。
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（二）材料特性
1.Tg —玻璃態轉化溫度
ຫໍສະໝຸດ Baidu
定義:指高聚物從玻璃態轉變為高彈態轉變溫度。 測試方法：目前業界主要有三種Tg測試方法:
DSC: Differential Scanning Calorimetry示差掃描熱量分析法,是在
量測升溫過程中板材的熱容量變化(即Heat flow變化),在其變化最大 之斜率處找到中值即可。
2.树脂
树脂是一种热固型材料，可以发生高分子聚合反应。 2.1 树脂的功能及特性: A. 功能：作为铜箔与玻璃纤维布之间的粘合剂 。 B. 特性:抗电气性、耐热性、耐化学性、抗水性。
2.2 树脂的种类：由于树脂种类有多种，所以决定了我
们材料的多样性。PCB行业中常用的树脂体系有以 下几种：A.酚醛树脂
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4.Time to Delamination—熱分層時間
定義:分層時間為表徵CCL耐熱性的的一個性能項目,俗稱 T260/T288。 測試方法:TMA-Thermal Machanical Analysis(熱機分析法)
T260全称TMA260,即採用TMA測試方法穩定在260℃高溫條件 下測試板材的抗爆板時間。T288代表最高溫度為288℃。
B.环氧树脂
C.聚酰亚胺树脂 D.三嗪和/或双马来酰亚胺树脂
3.玻璃纤维布 是一种经过高温融合后冷却成一种非结晶态的坚硬的 无机物，然后由经纱，纬纱纵横交织形成的作為基板結構 中补强材料(类似于人体的骨骼结构）。 可以作为补强材料的有：纤维素纸、E-玻璃纤维布、 S-纤维布等。
CCL 業界一般均使用 E 級玻纖布， 7628、2116、1080 係最 普遍的規格，但CCL 可提供更多種選擇，符合客戶需求。
Matte Side Drum Side
1.3 铜箔的量度方法：由于铜箔厚度的测量受到仪器\操作
方法及操作环境的限制,所以通常铜箔是按照单位面积的铜 箔重量来衡量.
代码 E Q T H M 1 2 3 意义 意义 厚度（inch） 0.0002 0.0004 0.0005 0.0007 0.001 0.0014 0.0028 0.042 厚度（mm） 0.005 0.009 0.012 0.018 0.025 0.035 0.071 0.106
PartⅡ
1. 铜箔
1.1 铜箔的种类：按照制造方法分为压延铜箔（Wrought
Foil）与电解铜箔（ED-Foil）。
1.2 压延铜箔：纯铜经过多次机械辊轧制成的铜箔，两面都是光滑的，
对基材的附着力较差 。
1.3 电解铜箔:
硫酸铜溶液电镀而成，一面光滑，称为光面，另一面
是粗糙的结晶面,称为毛面(Matte Side) ，双面粗糙度不同,较粗 的一面处理后可以和树脂产生较强的接合力。
膠含量% 43.0± 2.0 44.0± 2.0 46.0± 2.0 48.0± 2.0 50.0± 2.0 48.0± 2.0 50.0± 2.0 52.0± 2.0 50.0± 2.0 53.0± 2.0 55.0± 2.0 57.0± 2.0 56.0± 2.0 58.0± 2.0 62.0± 2.0 65.0± 2.0 68.0± 2.0 71.0± 2.0 75.0± 2.0 62.0± 2.0 65.0± 2.0 68.0± 2.0 61.0± 2.0 65.0± 2.0 68.0± 2.0
D.凝胶时间 Gel Time：指B-阶（半固化状态）半固化片受高
温后软化粘度降低，然后流动，经过一段时间因吸收热量而发 生聚合反应，粘度逐渐增大，固化成C-阶（固化状态）的一段 树脂可以流动的时间。
RF%
+
Gel time
凝胶时间与树脂流量的关系
+
項目 7628RC43% 7628RC44% 7628RC46% 7628RC48% 7628RC50% 1506RC48% 1506RC50% 1506RC52% 2116RC50% 2116RC53% 2116RC55% 2116RC57% 2113RC56% 2113RC58% 1080RC62% 1080RC65% 1080RC68% 106RC71% 106RC75% 1078RC62% 1078RC65% 1078RC68% 1086RC61% 1086RC65% 1086RC68%
0.146oz/ft2(1/8") 44.57g/m2 0.26oz/ft2(1/4") 80.18g/m2 0.35oz/ft2(3/8") 106.9g/m2 0.5oz/ft2(1/2") 0.75oz/ft2(3/4") 1oz/ft2 2oz/ft2 3oz/ft2 153g/m2 229g/m2 305g/m2 610g/m2 915g/m2
TMA:Thermal Mechanical Analysis熱機分析法,是在量測升溫過程中板
材的膨脹係數 (CTE)的變化。 Medium TG:>135℃
High TG:>175℃ DMA: Dynamic Mechanical Analysis動態熱機分析法,是在檢測升溫過
程中聚合物在黏彈性變化方面的數據。
抗撓強度與抗撞強度良好
FR4 玻璃布基板 FR5 改良型環氧樹脂/玻璃布 環氧樹脂/玻璃布 耐電性能極佳 非常適合PTH製作 高溫抗撓強度優於FR-4 耐電性能極佳
電腦用途
移動通訊 軍事用品 軍事用品
可於室溫冲切
CEM-1 複合基板 CEM-3 環氧樹脂+玻纤纸 環氧樹脂+纸芯 抗撓抗撞性能強 耐電性能好 於室溫冲切但比CEM-1硬 抗撓抗撞性能強 耐電性能很好 HDI板 RCC 电解铜箔（厚度≦18um)粗化面 上涂覆一层或两层高性能树脂 高精度、高密度化 電腦產品、汽車電子品、 電話、醫療設備 電腦周邊產品 消費電子
2、按树脂不同来分 酚酫树脂板 环氧树脂板 聚脂树脂板 BT树脂板（一种特殊的高性能環氧樹脂基板 ） PI树脂板（聚酰亚胺 ） 3、按阻燃性能来分 阻燃型(溴化環氧樹脂TBBPA, 含磷環氧樹脂DOPO) 阻燃等級: UL94-V2<UL94-V1<UL94-VO<UL94-V5 非阻燃型（UL94-HB级） 4 、按固化劑分 DICY型(雙氰胺，適用於一般材料，只需加入5%即可反應，極性強，不耐 熱，市場佔有率90%) PN型(酚醛樹脂，適用於無鉛材料，HTG ，需加入20~30%反應，極性不強， 耐熱性好，市場佔有率10%)
2012/7/15
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3.CTE—熱膨脹係數
定義:CTE-Coefficient of Thermal Expansion,指基板材料在受 熱後,其單位溫度上升之間引起的基板材料尺寸的線性變化.
α2:210-280ppm/℃
表徵: 1、CCL的CTE有X&Y方向,亦有Z軸方向;既有Tg前之CTE,亦有Tg後之 CTE。 2、對於CCL之樹脂而言,處於CTE在Tg後高彈態下的CTE,是處於Tg α1:40-60ppm/℃ 前玻璃態下的CTE的3~4倍,故從PCB質量可靠性角度講,Tg後板厚 方向CTE的變化更為重要。