PCB-板材-资料-整理.doc

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4070 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4070 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 600V）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。级（CTI=600V）、级（600VCTI=400V）、级（400VCTI=175V）XXXPC：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.常使用纸质基板 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. 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. 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.玻璃纤维的特点：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.Prepreg：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基板的两大趋势：1. 极小化（miniaturization）应用于行动电话,PDA,PC卡,汽车定位及卫星通信等系统2. 高频化。要求基材有更低的Dk（介电常数）与Df（损失因子）值分类材质名称代码特征用 途刚性覆铜薄板纸基板酚醛树脂覆铜箔板FR-1经济性，阻燃音响，彩色电视，监视器FR-2高电性，阻燃(冷冲)电性能要求比FR-1稍高XXXPC高电性(冷冲)适用音响、收音机、黑白电视等家电XPC经济性经济性(冷冲)计算器，遥控器，电话机，钟表等环氧树脂覆铜箔板FR-3高电性，阻燃聚酯树脂覆铜箔板玻璃布基板玻璃布环氧树脂覆铜箔板FR-4计算机、仪表、通信用耐热玻璃布-环氧树脂覆铜箔板FR-5G11玻璃布-聚酰亚胺树脂覆铜箔板GPY玻璃布-聚四氟乙烯树脂覆铜箔板复合材料基板环氧树脂类纸（芯）-玻璃布（面）-环氧树脂覆铜箔板CEM-1，CEM-2(CEM-1阻燃)；(CEM-2非阻燃)电玩、计算机、彩视用玻璃毡（芯）-玻璃布（面）-环氧树脂覆铜箔板CEM3阻燃电玩、计算机、彩视用聚酯树脂类玻璃毡（芯）-玻璃布（面）-聚酯树脂覆铜箔板玻璃纤维（芯）-玻璃布（面）-聚酯树脂覆铜板特殊基板金属类基板金属芯型金属芯型包覆金属型陶瓷类基板氧化铝基板氮化铝基板AIN碳化硅基板SIC低温烧制基板耐热热塑性基板聚砜类树脂聚醚酮树脂挠性覆铜箔板聚酯树脂覆铜箔板聚酰亚胺覆铜箔板阻燃等级标准：UL94HB：UL94和CSAC22.No0.17标准中最低的阻燃等级，要求对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。UL 94V-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。UL 94V-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。UL 94V-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。PCB板材厚度规格： 0.5mm，0.7mm，0.8mm，1.0mm，1.2mm，1.5mm，1.6mm，2.0mm，2.4mm，3.2mm，6.4mmPCB板上铜箔的厚度规格： 18um, 25um, 35um, 70um和105um按树脂粘合剂分类：纸基板=酚醛树脂（FR-1,FR-2,XPC,XXXPC）+环氧树脂（FR-3）+聚酯树脂半固化片：经过处理的玻纤布浸渍上树脂胶液，再经热处理(预烘)使树脂进入B阶段而制成的薄片材料。A阶段：在室温下能够完全流动的液态树脂，这是玻纤布浸胶时状态。B阶段：环氧树脂部分交联处于半固化状态，在加热条件下，又能恢复到液体状态。C阶段：树脂全部交联为C阶段，在加热加压下会软化，但不能再成为液态，这是多层板压制后半固化片转成的最终状态。1 foot = 12 inch = 304.8 mm1inch = 25.4 mm1 mil=0.0254 mm1 inch=1000 mil1OZ=28.375g 1 OZ铜箔其真正厚度为1.38mil或35mCAF:长时间通直流电的印制线路板，在潮湿环境下沿纤维表面会发生铜丝生长现象，进而导致板材绝缘破坏，这种现象就是离子迁移（Conductive Anodic Filament，直译为导电的阳极丝生长，简称CAF）。覆铜板=玻纤布+环氧树脂+铜箔；经过蚀刻，电镀，多层板压合=PCB覆铜板的质量特性：1.电气特性.包括绝缘性、介电性（介电常数Dk、介质损耗因数Df等）、耐离子迁移性CAF、耐漏电痕迹性CTI、耐电场强度、铜箔的质量电阻等。2.机械特性.包括铜箔与基材的粘接性、机械强度（如弯曲强度等）、抗冲击性、尺寸稳定性、弹性、热变形性等。3.化学特性.包括耐热性、玻璃化温度TG、可焊性、耐化学药品性、耐碱性、耐酸性、耐水性等。4.物理特性.包括热膨胀系数CTE、相对密度、燃烧性（阻燃性）、基板加工性、基板平整性（翘曲、扭曲）等。5.耐环境特性.包括耐霉性、耐湿性、耐蒸煮性、耐热冷循环冲击性等。6.环保特性。基板：是制造PCB的基本材料,一般情况下,基板就是覆铜箔层压板，单、双面印制板在制造中是在基板材料-覆铜箔层压板(Copper-(2lad I。aminates，CCI。)上，有选择地进行孔加工、化学镀铜、电镀铜、蚀刻等加工，得到所需电路图形。另一类多层印制板的制造，也是以内芯薄型覆铜箔板为底基，将导电图形层与半固化片(Pregpreg)交替地经一次性层压黏合在一起，形成3层以上导电图形层间互连。它具有导电、绝缘和支撑三个方面的功能。印制板的性能、质量、制造中的加工性、制造成本、制造水平等，在很大程度上取决于基板材料。PCB产业链：原材料-覆铜板-印刷电路板-电子产品应用玻纤布：玻纤布是覆铜板的原材料之一，由玻纤纱纺织而成，约占覆铜板成本的40%(厚板)和25%(薄板)。 覆铜板是以环氧树脂等为融合剂将玻纤布和铜箔压合在一起的产物，是PCB的直接原材料，在经过蚀刻、电镀、多层板压合之后制成印刷电路板。 覆铜板价格大约为200.00元/平方米左右。在上下游产业链结构中，CCL的议价能力最强，不但能在玻纤布、铜箔等原材料采购中拥有较强的话语权，而且只要下游需求尚可，就可将成本上涨的压力转嫁下游PCB厂商。 Prepreg： 即半固化片，由玻璃纤维布和树脂组成。其中的树脂呈半固化状态-称 B-Stage 。 Prepreg由Pre-impregnancy（使预先孕合）组合而成，字典尚未收录，业界常称“树脂片”，“半硬化材料”，“半固化片”等。干菲林：是一种感光材料，该材料遇到紫外光后发生聚合反应，形成较为稳定的影像，不会在弱碱下溶解，而未感光部分遇弱碱溶解。PCB的制作就是利用该材料的这一特性，将客户的图形资料，通过干菲林转移到板料上。A-Stage：液态的环氧树脂。又称为凡立水（Varnish）B-Stage：部分聚合反应，成为固体胶片，是半固化片。C-Stage：压板过程中，半固化片经过高温熔化成为液体，然后发生高分子聚合反应，成为固体聚合物，将铜箔与基材粘结在一起。成为固体的树脂叫做C-Stage。補強材料Stiffener：軟板上局部區域為了焊接零件或增加補強以便安裝而另外壓合上去之硬質材料Gel Time 胶化时间：是指 B-stage中的树指，受到外来的热量后，由固体转变为流体，然后又慢慢聚合作用而再变为固体，其间软化“出现胶性”所总共经历的“秒数”，称为“胶化时间”。也就是在多层板压合过程中，可让流胶赶走空气，及填充补平内层线路的高低起伏，其所能利用的秒数，即为胶化时间在实用上的意义。这是半固化胶片Prepreg的一项重要特性。CEM-3 vs FR-4:目前CEM-3已通过改善树脂系统、玻璃毡、层压制造工艺，从而克服了早期CEM-3产品诸如冲孔金属化质量、翘曲度及尺寸稳定性差等缺陷。 CEM-3玻璃化温度、耐浸焊性、抗剥强度、吸水率、电击穿、绝缘电阻、UL指标等均能达到FR-4标准，所不同是CEM-3抗弯强度低于FR-4，热膨胀大于FR-4。 CEM-3金属化孔加工不成问题，钻孔加工钻头磨损率低，易于冲孔和冲压成型加工，厚度尺寸精度高，但其冲孔金属化外观稍差。 UL认为CEM-3和FR-4可以互换，所以现采用FR-4双面板一般均可作为替换对象。由于CEM-3与FR-4性能相似，所以在多层板上替用也已成为可能。因印制电路板价格竞争十分激烈，所以四层板市场也已开始考虑选用CEM-3。但对薄板（0.8mm）而言，则价格优势不存在。CEM-3制成印制电路板现已用于传真机、复印机、仪器仪表、电话机、汽车电子、家用电器等产品上。PCB质量从低到高：94HB94V022FCEM-1CEM-3FR-494HB：普通纸板,不防火,模冲压,最低档,不能做电源板.94V0：阻燃纸板,模冲压。22F：单面半玻纤板，模冲压。CEM-1：单面玻纤板，必须电脑钻孔，不能模冲。CEM-3：双面半玻纤板。FR-4：双面玻纤板。Td（裂解温度）：以热重分析法（Thermal Gravity Analysis）将树脂加热中失重5（Weight Loss）之温度点定义为Td。Td可判断板材之耐热性，作为是否可能产生爆板的间接指标。IPC新规范建议因应无铅焊接，一般Tg之Td 310，Mid Tg之Td325，High Tg之Td340。Z轴CTE，1、2：CTE为热膨胀系数（Coefficient of Thermal Expansion）的简称。PCB在X.Y.方向受到有玻纤布的钳制，以致CTE不大，约在1215ppm/ 左右。但板厚Z