PCB基材及工艺

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PCB用基板材料
FR-1(FR-2):阻燃覆铜箔改性酚醛纸层压板
特点: 主要是单面板 一般电性能 成本低廉 用途: 电视机,收录机,VCD, 收音机,键盘,鼠标,显 示器,计算器等 低温、经济型电源板
铜箔
酚醛树脂+浸渍纤维纸
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PCB用基板材料
FR-3:阻燃覆铜箔环氧纸层压板
半固化片
半固化片生产车间
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PCB用基板材料
树脂
基板材料生产过程中,高分子树脂(Polymer Resin)是重 要的原料之一,根据不同类型的基板要求,可以采用不同 的树脂,常用的有:酚酫树脂、环氧树脂、三聚氰胺甲醛 树脂,聚酯树脂以及一些特殊树脂如PI、PTFE、BT、 PPE。
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PCB用基板材料
涂树脂铜箔(RCC)、金属基板、陶瓷基板等。
柔性板 聚酯薄膜挠性覆铜板、聚酰亚胺薄膜挠性覆铜板
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PCB用基板材料
纸基板
1 基材以纤维纸作增强材料,浸入树脂溶液 (酚醛树脂、环氧树脂等)干燥加工后,覆 以涂胶的电解铜箔,经高温高压压制而成 2 主要品种有FR-1 FR-2 FR-3(阻燃 类) XPC XXXPC(非阻燃类) 3 全球纸基板85%以上的市场在亚洲,最常 用的是FR-1和XPC
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PCB用基板材料
复合基板CEM增强材料料
玻璃纸或纤维纸 CEM-3 玻璃纸 CEM-1 纤维纸 玻璃布 7628为主要 填料 氢氧化铝、滑石粉等等
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玻纤纸
PCB用基板材料
复合基板结构
铜箔
玻璃布面料
芯料
玻璃布面料
铜箔
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PCB用基板材料
CEM-1覆铜板生产流程
木浆纸纸 玻纤布 面料树脂 一遍上胶(水溶性树脂) 铜箔
表面电阻MΩ
击穿电压 KV最小 介电常数1MHZ
102
5 6.0 差 5.6 120-160
103
15 5.0 差 1.3 120-160
103
30 4.8 一般 1.0 175
耐热性
吸水性%最大 价格
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PCB用基板材料
环氧玻纤布基板(FR-4,FR-5)
(1)环氧玻纤布覆铜板强度高,耐热性好,介电性好,基板通孔可金属 化,实现双面和多层印刷层与层间的电路导通,环氧玻纤布覆铜 板是覆铜板所有品质中用途最广、用量最大的一类。广泛用于移 动通讯,数字电视,卫星,雷达等产品中。在全世界各类覆铜板 中,纸基覆铜板和环氧玻纤布覆铜板约占92% (2) 环氧玻纤布覆铜板有四种型号:G10(不组燃)、G11(保留热强度, 不阻燃)、FR-4(阻燃)、FR-5(保留热强度,阻燃)。目前环氧 玻纤布覆铜板中,FR-4板用量占90%以上,它已经发展成为可适用 于不同用途环氧玻纤布覆铜板的总称;
木浆纸+环氧树脂
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PCB用基板材料
CEM-3:阻燃覆铜箔环氧玻纤纸芯/玻纤布面复合层压板
特点:
基本特性与FR-4相当,优于纸


基覆铜板与CEM-1 优良的机械加工特性 可以按FR-4的工艺流程加工 可进行孔金属化 表面平整度优于FR-4,布纹浅 质量比FR-4轻 成本低于玻纤布覆铜板

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PCB用基板材料
非阻燃型 纸基板 复合基板 刚性板 XPC、XXXPC CEM-2、CEM-4 G-10、G-11
等。
阻燃型(V-0、V-1)
FR-1、FR-2、FR-3 CEM-1、CEM-3 CEM-5 FR-4、FR-5
玻纤布基板 PI板、PTFE板、BT板、PPE(PPO)板、CE板
上胶 二遍上胶(环氧树脂)
面料
芯料
组合
热压
CEM-1覆铜板
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PCB用基板材料
CEM-1:阻燃覆铜箔环氧纸芯/玻纤布面复合层压板
特点:
主要性能优于纸基覆铜板 具有优秀的机械加工性
成本低于玻纤布覆铜板
铜箔 环氧树脂+ 玻璃纤维
用途:
主要用于高频特性要求高的 PCB上例如: 电视,VCD,汽车电子,洗衣 机
铜箔 铜箔
用途: 通讯,移动通讯,电脑, 数字电视,数控音响等 常规电源板
环氧树脂+玻璃纤维
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PCB用基板材料
FR-4规格
用途
内层 0.1
厚度范围
0.15 0.2
单位:mm
0.25 0.3 0.35
0.4
外层 0.8 2.4
0.45
1.0 3.0
0.5
1.2 3.2
0.6
1.5
0.7
铜箔 导热绝 缘层 金属基板:铝,铜,铁,钼等
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PCB用基板材料
铝基板性能参数
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PCB用基板材料
柔性线路板
柔性线路板:是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有 高度可靠性,绝佳的可挠性印刷电路板。简称软板或FPC,具 有配线密度高、重量轻、厚度薄的特点.英文 Flexible Printed Circuit,缩写FPC,俗称软板。
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PCB用基板材料
PCB用基材的分类:
1、按增强材料不同(最常用的分类方法)
纸基板(FR-1,FR-2,FR-3) 环氧玻纤布基板(FR-4,FR-5)
复合基板(CEM-1,CEM-3)
HDI板材(RCC) 特殊基材(金属类基材、陶瓷类基材、热塑性基材
等)
2、按树脂不同来分
PCB用基板材料
PCB基材及工艺
林启武
PCB用基板材料
双面PCB用基材组成 双面覆铜板 单面PCB用基材组成 单面覆铜板 多层PCB用基材组成 铜箔 半固化片 芯板
铜箔 半固化片 覆铜板 半固片 铜箔
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PCB用基板材料
覆铜板
半固化片
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PCB用基板材料
半固化片
在多层电路板层压时使用的半固化片, 是覆铜板在制作过程中的半成品。 经过处理的玻璃纤维布浸渍上树脂胶 液,再经热处理预烘制成的薄片材料称为 半固化片 在环氧玻纤布覆铜板生产过程中,玻 纤布经上胶机上胶并烘干至“B”阶( B” 阶是指高分子物已经相当部分关联,但此 时物料仍然处于可溶、可熔状态),此种 半成品俗称黏结片。它有两种用途,一是 直接用于压制覆铜板,通常称为黏结片; 另一种直接作为商品出售,供应印制板厂, 该片用于多层板的压合,通常称为半固化 片;

epoxy material)

面料和芯料由不同的增强材料构成的刚性覆铜板,称为复合基覆铜板。这类板主要是CEM 系列覆铜板。其中CEM-1(环氧纸基芯料)和CEM-3(环氧玻璃无纺布芯料)是CEM中两个重要 的品种。 具有优异的机械加工性,适合冲孔工艺; 由于增强材料的限制,一般板材最薄厚度为0.6mm,最厚为2.0mm; 填料的不同可以使得基材有不同功能:如适合LED用的白板、黑板;家电行业用的高CTI板 等等;
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PCB用基板材料
环氧玻纤布基板主要组成:
E型玻纤布(Glass Fiber Paper)型号 7628、2116、1080、3313、1500、106等 环氧树脂( Resin) 双官能团树脂、多官能团树脂; 铜箔(Copper) 电解铜箔(1/3OZ,1/2OZ,1 0Z,2 0Z,3 0Z,5 0Z) 压延铜箔(主要应用在绕性覆铜板上) 固化剂 DICY NOVOLAC
1.6
0.8
2.0
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PCB用基板材料
FR-5:阻燃覆铜箔耐热环氧玻纤布层压板
特点:
高温(135 -175℃)下具有: 优良的机械性能 优良的尺寸稳定性 良好的电性能 铜箔
用途: CSP,BGA,MUM等工作状 芳香基多官能环氧树脂+玻璃纤维 态下处于高温条件下
铜箔
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PCB用基板材料
酚酫树脂板
环氧树脂板 聚脂树脂板 BT树脂板 PI树脂板
3、按阻燃性能来分
阻燃型(UL94-VO,UL94-V1) 非阻燃型(UL94-HB级)
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PCB用基板材料
阻燃等级

阻燃等级,即物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性 质,并以此划分的等级制度。
1、HB:UL94标准中最底的阻燃等级。要求对于3到13 毫米厚的样品, 燃烧速度小于40毫米每分钟;小于3毫米厚的样 品,燃烧速度小于70毫 米每分钟;或者在100毫米的标志前熄灭。 2、V-2:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在60秒内熄灭。可以 有燃烧物掉下。 3、V-1:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在60秒内熄灭。不能 有燃烧物掉下。 4、V-0:对样品进行两次10秒的燃烧测试后,火焰在30秒内熄灭。不能 有燃烧物掉下
铜箔 环氧树脂+ 玻璃纤维
用途: 高档家用电器,电脑,通信 设备,汽车设备,电源基板 球泡灯板、T8灯板
玻璃纤维纸+环氧树脂
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PCB用基板材料
基板性能对比表
CEM-1
剥离强度Kg/m 体积电阻率MΩ-CM
CEM-3 105 104
105 103
表面电阻MΩ
击穿电压 KV最小 介电常数1MHZ 热应力:在260 ℃下10S 吸水性%最大 Tg值℃最小
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PCB用基板材料
柔性覆铜板
特点: 优异的挠曲性能 耐化学性能 较好的电性能 用途:
用于电子设备中需要
弯曲的部分:例如打印 机,摄像机,手机,笔记本 电脑等 A60-1050 300° 灯板
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PCB用基板材料

根据需求的不同,柔性电路板使用的板材也不一样。可以从应用的场合及 成本等方面加以综合考虑。常用的有Polyimide(聚酰亚胺,分有胶和无胶) 和Polyester(聚酯)。这几种材料的特性比较如下表所示
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PCB用基板材料
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PCB用基板材料
基材常见的性能指标:Tg温度
玻璃化转变温度(Tg) 目前FR-4板的Tg值一般在120-140度,而在印制板制程中, 有几个工序的问题会超过此范围,对制品的加工效果及最终 状态会产生一定的影响。因此,提高Tg是提高FR-4耐热性的 一个主要方法。其中一个重要手段就是提高固化体系的关联 密度或在树脂配方中增加芳香基的含量。在一般FR-4树脂配 方中,引入部分三官能团及多功能团的环氧树脂或是引入部 分酚酫型环氧树脂,把Tg值提高到160-200度左右。
铜箔
按照铜箔的不同制法可分为压延铜箔和电解铜箔两大类。 (1)压延铜箔是将铜板经过多次重复辊轧而制成的原箔(也 叫毛箔),根据要求进行粗化处理。由于压延加工工艺 的限制,其宽度很难满足刚性覆铜板的要求,所以在刚 性覆铜板上使用极少;由于压延铜箔耐折性和弹性系数 大于电解铜箔,故适于柔性覆铜箔上; (2)电解铜箔是将铜先溶解制成溶液,再在专用的电解设备 中将硫酸铜电解液在直流电的作用下,电沉积而制成铜 箔,然后根据要求对原箔进行表面处理、耐热层处理和 防氧化等一系列的表面处理。
玻璃布
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PCB用基板材料
纤维布
常见的规格
型号 厚度 mil 1080 3 2116L 4 2116A 4.5 2116H 5 1500 6 7628L 7 7628A 7.5 7628H 9.3 7628M 8
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PCB用基板材料
FR-4:阻燃覆铜箔环氧玻纤布层压板
特点: 机械强度高 耐热性能好 介电常数低 基板通孔可以镀金属 用途广泛
CEM-1

CEM-1覆铜板的结构:由两种不同的基材组成,即面料是玻纤布,芯料是纸或玻璃纸,树 脂均是环氧树脂。产品以单面覆铜板为主; CEM-1覆铜板的特点:产品的主要性能优于纸基覆铜板;具有优异的机械加工性;成本低 于玻纤覆铜板;
CEM-3

CEM-3是性能水平、价格介于CEM-1和FR-4之间的复合型覆铜板层压板,这种板材用浸渍 环氧树脂的玻纤布作板面,环氧树脂玻纤纸作芯料,单面或双面覆盖铜箔后热压而成。
特点: 主要是单面板 高电性能 成本低廉 用途: 电视机,收录机,VCD, 收音机,键盘,鼠标,显 示器,计算器等
铜箔
环氧树脂+浸渍纤维纸
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PCB用基板材料
基板性能对比表
FR1
剥离强度Kg/m 体积电阻率MΩ-CM
FR2 105 104
FR3 125 104
105 103
102
5 6.0 目测合格 5.6 无
103
15 5.0 目测合格 1.3 无
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PCB用基板材料
金属基板
金属基板是一种金属线路板材料,属于电子通用元件,由导热绝 缘层、金属板及金属箔组成,具有特殊的导磁性、优良的散热性、 机械强度高、加工性能好等特点。
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PCB用基板材料
金属基覆铜板
特点: 优良的散热性能 良好的机械加工性能 优异的尺寸稳定性能 电磁屏蔽性能 电磁特性 用途: 工业电源设备-大功率晶体 管 汽车-点火器 计算机-CPU板 电源-系列稳压力器 射灯灯板
基板性能对比表
FR4
剥离强度Kg/m 体积电阻率MΩ-CM
FR5 105 106
105 106
表面电阻MΩ
击穿电压 KV最小 介电常数1MHZ
104
40 5.4
260 0.35
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104
40 ---340
耐热性
吸水性%最大 Tg值℃最小
---175
®
120
PCB用基板材料
复合基板(composite
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