PCB八大经典问题

1、PCB 八大经典问题一什么叫 PCB？PCB即Printed Circuit Board。就是指印制电路板，在公共基板上，按预定设计形成点间连接及印制组件的印制板。PCB的种类按基材分有：刚性印制板，柔性印制板，刚柔印制板，按印制电路板导体图形的层数可分为：单面印制板，双面印制板，多层印制板。二 PE 是指什么？PE，即Product Engineer Department产品工程部。只要部门职能：生产前的资料处理，工具制作仃ooling)，样板跟进(Sample)。包括Ml、CAD/CAD、Sample三个功能小组。三 CAD/CAM 是什么？CAD/CAM 即 Computer aid d

2、esign/Computer aid manufacture ，就是计算机辅助设计 /计算机辅助制造。四 Ml 是什么？Ml 即 Manufacturing lnstitue(or lnstruction) ，就是指“生产前准备及流程制作指示 ”。五Paradigm是什么？Paradigm是由美国的思力系统公司 (Cimnet Systems Inc.)开发的主要应用在 PCB及其相关行业的 ERP(Enterprise Resource Planning)系统。ERP 的核心是管理思想，是郑和了企业管理历年、业务流程、基础数据、人力物力、计算机硬件和软件于一体的企业资源管理系统。六 APQP

3、 是什么？Advanced Product Quality Planning And Control PLan Procedure 即生产前产品制品规划和控制计划程序。七PPAP是什么？Production Part Approval Process Procedure 就是指生产产品认可程序。使用范围：主要应用在汽车行业的产品上。八 Gerber是什么？从 PCB CAD 软件输出的资料文件作为一种专业光绘机的语言。 由 60年代一家名叫 Gerber Scientific (现在叫 Gerber System) 专业绘图机的美 国公司所发展出来的格式，尔后 40年，行销于世界多个国家。几乎

4、所有 CAD系统的发展，也都依此格式怍其 Output Data，直接输入光绘机就 可绘出Drawing或Film，因此Gerber Format就成了电子业界的公认标准。包含 Rs274-d、Rs274-x、ODB+、ETC格式。为什么 PCB 要使用高 Tg 材料 "转贴"首先要讲一下，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重要的保证。以 SMT、 CMT 为代表的高密度安装技术的出现和发展，使 PCB 在小孔径、精细线路化、薄型 化方面，越来越离不开基板高耐热

5、性的支持。PCB 基板材料在高温下，不但产生软化、变形、熔融等现象，同时还表现在机械、电气特性的急剧下降(我想大家不想看见自己的产品出现这 种情况)。所以一般的 FR-4 与高 Tg 的 FR-4 的区别：是在热态下，特别是在吸湿后受热下，其材料的机械强度、尺寸稳定性、粘接性、吸水性、 热分解性、热膨胀性等各种情况存在差异，高 Tg 产品明显要好于普通的 PCB 基板材料。何谓反转铜箔基板 "转贴 " 传统的电镀铜皮具有光面和粗化面两个部份，一般在电路板使用方面，都会将粗化的铜面和树脂接着，这样以产生拉力，使树脂和铜箔结合力 大，但是由于粗化面的粗度较深，若将粗化面做在电路

6、板的表面，则未来这个均匀的粗面可以直接贴附干膜，不必太多的前处理就可达成良好 的结合力，因此铜皮供货商就尝试将铜皮的粗面反转而将光滑面另外做强化结合的处理，这样的用法就是所谓的反转铜皮的用法，又由于光滑 面的粗度很低，因此在制作细线路时较容易蚀刻干净，因此有利于细线制作及改善良率，因此部份的厂商就开始做这样的应用，将该类板材用 在制作细线路的线路板，以上仅供参考。铜箔基板品质术语之诠释简介:有关铜箔基板(Copper Claded Laminates，简称CCL)的重要成文国际规范，早期以美国军规MIL-S-13949H(1993)马首是瞻，直至1998.11.15后才被一向视为配角的 IPC

7、-4101 所取代。原因是业界进步太快，而美军规范一向保守谨慎，来不及跟上 HDI 商品化的实质进步，于是只好退守 军品的严格领域。至于为数庞大的商业电子产品，就另行遵循灵活新颖的IPC商用规范了。IPC-4101(1993.12)之硬质铜箔基板规范，其 21号规格单为最常见FR-4板材之质量详细规格，共列有 13种质量项目。其中有的较为浅显者，几 乎一看就懂无需赘言，如铜箔之抗撕强度 等。但有的不但字面费解难以查考，且经常是同一术语却有数种不同说法，似是而非扑朔迷离，每每 令人困惑而不知所从。然久而久之也就见怪不怪麻木不仁了，只要按方法去检验，或按规格去允收即可，管那许多原理原因做什么。至于

8、那些项目为何而设？影响下游如何？每项是否一定要做？也就懒得再去追究，甚至连真正定义原理也多半似懂非懂，反正人云亦云以 讹传讹。唬来唬去只要朗朗上口，就显得学问奇大无比经验炉火纯青，日久积非成是之余，一旦有人以正确说法称呼之，难免不遭白眼视为异 类。鸣呼！君不见 “Long time no see与no can do 早已成了漂亮的英文，说不定那天“People mountain people sea也会大流其行呢。但不管众口能否铄金，是非真理总还是要讲个清楚说得明白才不失学术良心，做人做事也才有格，这应与学历或官位扯不上关系。以下即按IPC-4101 后 列规格单(Specification

9、Sheet)中的顺序对各术语试加诠释，尚盼高明指正。高频印制板应用与基板材料简介电子设备高频化是发展趋势 ,尤其在无线网络、卫星通讯的日益发展 ,信息产品走向高速与高频化 ,及通信产品走向容量大速度快的无线传输之语 音、视像和数据规范化 .因此发展的新一代产品都需要高频基板。卫星系统、移动电话接收基站等通信产品必须应用高频电路板，在未来几年又必然迅速发展,高频基板就会大量需求。高频基板材料的基本特性要求有以下几点 :(1) 介电常数 (Dk) 必须小而且很稳定，通常是越小越好信号的传送速率与材料介电常数的平方根成反比，高介电常数容易造成信号传输延迟。(2) 介质损耗 (Df) 必须小，这主要影

10、响到信号传送的品质， 介质损耗越小使信号损耗也越小。(3) 与铜箔的热膨胀系数尽量一致，因为不一致会在冷热变化中造成铜箔分离。(4) 吸水性要低、吸水性高就会在受潮时影响介电常数与介质损耗。(5) 其它耐热性、抗化学性、冲击强度、剥离强度等亦必须良好。一般来说，高频可定义为频率在1GHz以上.目前较多采用的高频电路板基材是氟纟介质基板，如聚四氟乙烯(PTFE),平时称为特氟龙，通常应用在5GHz以上。另外还有用FR-4或PPO基材，可用于1GHz 10GHz之间的产品，这三种高频基板物性比较如下。现阶段所使用的环氧树脂、PPO树脂和氟系树脂这三大类高频基板材料，以环氧树脂成本最便宜，而氟系树脂

11、最昂贵；而以介电常数、介质损耗、 吸水率和频率特性考虑，氟系树脂最佳，环氧树脂较差。当产品应用的频率高过 10GHz时，只有氟系树脂印制板才能适用。显而易见，氟系树脂高频基板性能远高于其它基板， 但其不足之处除成本高外是刚性差， 及热膨胀系数较大。对于聚四氟乙烯(PTFE)而言，为改善性能用大量无机物(如 二氧化硅Si02)或玻璃布作增强填充材料，来提高基材刚性及降低其热膨胀性。另外因聚四氟乙烯树脂本身的分子惰性，造成不容易与铜箔结合 性差，因此更需与铜箔结合面的特殊表面处理。处理方法上有聚四氟乙烯表面进行化学蚀刻或等离子体蚀刻，增加表面粗糙度或者在铜箔与聚 四氟乙烯树脂之间增加一层粘合膜层提

12、高结合力，但可能对介质性能有影响。整个氟系高频电路基板的开发 ,需要有原材料供应商、研究单位、设备供应商、PCB 制造商与通信产品制造商等多方面合作 ,以跟上高频电路板这一领域快速发展的需要新一代 PCB 技术的多层板 PALUP 基板 -3在激光加工的通孔内填埋了金属糊膏的薄片，通过摆过摆放位置上的对位重合、接合后，进行层压加工。此时，糊膏的烧结、扩散接合、对多层的连接也同时进行。 图4中所示了在31层的高多层板剖面情况。它是由剖面照相和X光照相来反映的。其中，图中在通孔的放大照片上， 显示了直列通孔的实际情况。在 X 光照相的照片上，可看到在层间上的许多黑点，就是一个一个的通孔的烧结金属。

13、综上所述， PALUP 基板有以下几点是制造技术的关键：1. 要保证高耐热性和高尺寸精度的 “单面覆铜箔的热塑性树脂薄片 ”的开发。2. 低温烧成、扩散接合型的金属糊膏的开发。3. 激光形成有底通孔，进行金属糊膏的填埋技术的开发。4. 一次多层的层压技术。这种基板的全金属配线结构，必须要达到叠加通孔的高连接可靠性。图 5所示了 PALUP 基板的可靠性实验结果 (对叠加 6 个通孔的评价结 果).可以通过此实验看出 :气态下的冷热循环实验 ,液态下冷热循环实验中 ,该种基板保持着低的电阻变化 .很好的确保它的可靠性 .5. PALUP 基板的特性与课题PALUP 基板的主要特性见表 3表示由表

14、3可以看出:PALUP基板所用的基板材料一热塑性树脂，表现出低介电常数、介质损失因数、低吸湿性的特性。所制出的基板可以满足 整机产品的高频化的要求。并可以高由表 3可以看出 :PALUP 基板所用的基板材料 热塑性树脂，表现出低介电常数、低介质损失因数、低吸湿性的特性。所制出的基板可以满 足整机产品的高频化的要求。并可以满足高密度化的多层板性能需求，特别是适用于多引脚的封装作为基板。另外，不含玻璃纤维的热塑性树脂作为这种基板的绝缘基材，很适合于当前以至今后的安装技术发展的要求，例如，它的刚性板形态在安 装的场合下，可以降低再流焊时基板的翘曲，并起到保持由铜箔构成的接地层和电路层的刚性强度作用，

15、这种热塑性树脂的熔点在3400C以上，它可以抵御低于此温度的热冲击。6. PALUP 基板所适用的产品和今后发展方向PALUP基板目前忆在试验线上进行了少量的生产。计划在2003年4月正式开始大生产。PALUP技术的问世，主要面对的是有高可性、高多层电路要求的基板产品 ，还有高频高速信号传输电路要求的基板。另外，它可代替原有的环氧树脂类基板和陶瓷基材类基板使用。PALUP 工艺技术，不但适用于刚性多层板制造，而且还可以用此工艺去制作多层挠性印制工艺技术制造三维立体型的基板、内藏元器件的 基板，系统封装(SIP)基板等。在PALUP基板用树脂中，不含对环境有害的物质。 树脂中只含有C(碳)H(氢

16、)O(氧)N(氮)的元素.它属于”自消火型热塑性树脂”也是一种无卤 化阻燃性的树脂 .并且在加热到它的熔点以上时 ,树脂就可以熔化 .有了这个特性 ,使它可以进行再利用 ,可以很容易的将金属与树脂进行分离 . 综上所述 ,PALUP 基板无论在技术上 ,还是在市场上都有广阔的发展前景 .它将带动整个 PCB 技术有更大的质的飞跃 .树脂的定义和分类树脂定义 树脂通常是指受热后有软化或熔融范围，软化时在外力作用下有流动倾向，常温下是固态、半固态，有时也可以是液态的有机聚合物。广义 地讲，可以作为塑料制品加工原料的任何聚合物都称为树脂。树脂有天然树脂和合成树脂之分。天然树脂是指由自然界中动植物分泌

17、物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。合成树脂是指由 简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物。树脂的分类 按树脂合成反应分类 按树脂分子主链组成分类 1按树脂合成反应分类 按此方法可将树脂分为加聚物和缩聚物。加聚物是指由加成聚合反应制得的聚合物，其链节结构的化学式与单体的分子式相同，如聚乙烯、 聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。缩聚物是指由缩合聚合反应制得的聚合物，其结构单元的化学式与单体的分子式不同，如酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂等 . 2按树脂分子主链组成分类按此方法可将树脂分为碳链聚合物、杂链聚合物和元素有机聚合物。 碳链聚合物是指主链全由碳原子构成的聚合物，如聚乙

18、烯、聚苯乙烯等。 杂链聚合物是指主链由碳和氧、氮、硫等两种以上元素的原子所构成的聚合物，如聚甲醛、聚酰胺、聚砜、聚醚等。 元素有机聚合物是指 主链上不一定含有碳原子，主要由硅、氧、铝、钛、硼、硫、磷等元素的原子构成，如有机硅 何谓 RCC 及其用途RCC是Resin Coated Copper,中文翻译叫做，"附树脂铜皮"或"树脂涂布铜皮"，主要用于高密度电路（HDI Board-High Density Interconnection Board）制造，生产时可以增加高密度小孔及细线路制作能力的材料。 因为小孔制作除了包括饡孔工作之外，也包括盲孔的电镀

19、工作。因为盲孔电镀基本上不同于通孔电镀，药液的置换难度比较高，因此介电质材料厚度也尽量的降低。针对这两种制作特性的需求，恰好RCC能够提供制作的这些特性需求，因此而被采用。其中尤其是在高密度电路板发展的初期，因为激光技术并不发达加工速度又慢，对于传统的电路板材料而言，的确有实际使用上的困难， 因此 RCC 应运而生，成为重要的材料。环保型阻燃覆铜板的开发、八 、一、前言覆铜箔层压板（以下简称覆铜板）是电子工业的基础材料。在覆铜板产品中，阻燃型产品居多数（占80以上）。从安全角度考虑，产品必须通过 UL 安全认证，阻燃性应达到 V-O 级水平。为了达到上述要求，在阻燃型产品生产中，多数采用含卤素

20、树脂或含卤素阻燃剂。国外有些机构提出，含卤素阻燃剂的材料在一定条件下焚烧时，会产生一些危害环境和人体健康的物质。欧共体（EC）对这个问题，反映尤为强烈。该组织环境委员会提议，到 2004 年禁止在电气与电子设备中使用含卤素的阻燃剂。开发非卤素阻燃型覆铜板（或称环保型阻燃覆铜板） ，将成为行业中的一项重要课题。开发这项课题是环境保护的需要，也是今后市场竞争 的需要。二、覆铜板的组成与结构 普通的阻燃性覆铜板，是由含卤素阻燃树脂，增强材料和铜箔三种主要材料组成。必要时，还采用阻燃型添加剂。其结构如图-1 所示：图-2 覆铜板制造流程其中，技术重点是研究和确定树脂溶液的配方。覆铜板采用的树脂（如酚醛

21、树脂、环氧树脂等）是易燃的。以往，在阻燃型覆铜板的制造 中，通常是采用含卤素（如 Br）树脂，或采用含卤素树脂和阻燃助剂，使产品达到阻燃效果。从化学角度考虑，具有阻燃功能的元素，除卤族元素（F、Cl、Br、I）外，还有第V族的N、P、As、Sb、Bi等。实践证明，在树脂体系中引入氮元素（N），并配合适当的阻燃助剂，可以获得比较理想的阻燃效果。在此基础上，确定了以下树脂体系的 基本组成。树脂体系基本组成：（1）非卤树脂 （ 2 ）含氮固化剂（3）阻燃助剂（4）溶剂四、环保型覆铜板东莞生益敷铜板股份有限公司成功开发了环保型阻燃覆铜板，牌号为S2130G。产品特点如下：（1 ）不含卤素、锑等成份。（

22、2）燃烧时，不产生剧毒物质。（3）耐漏电起痕性优秀（CTI >600）。（ 4 ）良好的机械加工性。（5）其它性能，符号 IPC-4101 相关标准。产品的技术指标，见表 -1.表-1 环保型阻燃覆铜板技术指标项 目 条 件 单 位 S2130G体积电阻率 C-96/35/90 M Q -cm > 106E-24/125 > 103表面电阻 C-96/35/90 M Q > 104E-24/125 > 103击穿电压（平行板面）D-48/50+D-0.5/23 KV > 40介电常数（1MHz） C-40/23/50 - <5.4介质损失角正切（1MH

23、Z ）C-40/23/50 - < 0.035耐电弧 D-48/50+D-0.5/23 S > 60项 目 条 件 单 位 S2130G剥离强度 2600C.20S N/mm > 1.01050C > 0.9曝露于工艺溶液后 > 0.9弯曲强度 纵向横向A Mpa > 345> 186燃烧性 A S 平均燃烧时间< 5单个燃烧时间< 10E-24/125+des吸水性 E-1/105+des+D-24/23 % <0.5热应力 2600C.20S - 无分层无起泡五、结束语有关含卤素阻燃剂对环境和人体健康的危害程度与可接受程度，国际上

24、众说纷纭，尚未定论。权威的IPC 组织，支持业界采用无卤素阻燃剂，但不支持有些机构提出的对含卤素阻燃剂的禁令，认为在没有足够的科学证据之前，发布这种禁令，将会导致降低着火的安全性及增加制 造成本而对环境没有好处。开发环保型阻燃覆铜板，主要目的是保护环境，提高产品在国际市场的竞争力。环保型阻燃覆铜板的开发成功，体现了我国覆铜板制造技 术又提高到一个新的水平！纳米材料科学对 PCB 工业的震撼目前，总的发展趋势是以纳米材料为中心，其高层次发展是纳米体系物理以及与其密切相关的纳米高科技的应用，其普及层次发展则派生 出纳米材料工程及相关的应用领域。纳米技术造成PCB 领域 "天翻地覆慨而慷

25、"之势并不是不可能的。1降低 PCB 基材的介电常数使用纳米材料改性环氧树脂，聚酰亚胺耒降低介电常数的资料时有报道。例聚酰亚胺纳米泡沫材料其£<2.42改善力学性能 随着粒子尺寸的减小，材料的表面积增大，表面原子在整个材料中所占比例越来越大，同时粒子的表面能和表面张力亦随之增加，表面原子的活性比晶格内原子高，纳米粒子的表面有许多悬空键，并且具有不饱和性，故极易与其它原子相结合而稳定下来，因而具有很大的化学活性固体颗粒的比表面与粒径的关系如下：Sw=K/（pX D）Sw 比表面积 m2/gK 形状因子P粒子的理论密度D粒子的平均直径所以，D小则Sw大。用纳米材料的高力学

26、性能制造陶瓷基板，环氧化基板，钻头等，比常规材料具有的强度，硬度，韧性以及其它综合力 学性能更好更优越。 纳米级复相陶瓷将成为 21 世纪材料开发的主要方向。纳米材料能改善环氧化树脂的力学性能，同时可加快固化速度，降低固化温度，结合环保型CCL 开发，可谓一箭数雕。纳米结构合金高强度，耐磨合金可用于制钻头。3. 纳米技术在PCB工业环保中的应用纳米技术的应用能够解决 SO2,CO,NOX 等气体的污染源问题，如纳米钛酸钴催化脱氧，复合稀土化物的纳米级粉体有极强的氧化还 原能力，可彻底解决 CO，NOX 的污染。以活性碳为载体，纳米 Zr0.5Ce0.5O2粉体为催化活性体的净化催化剂，由于其表

27、面存在Z叶4/Z叶3及Ce+4/Ce+3,电子可在其三价和四价离子间传递，具有极强的电子得失能力和氧化还原性， 且纳米材料比表面大，空间悬键多，吸附能力强，能还原氮氧化物和氧化 CO， 使它们转化为无害气体，纳米 TiO2可降解空气中的有害有机物。4其它方面的应用纳米阻燃材无机阻燃剂的充分挖掘已成为一个不争的事实。纳米材料的自洁能力（防水，防油，防尘） 。用纳米 Al2O3 和亚微米的 SiO2 合成莫莱石，是一种非常好的电子封装材料， 可显着提高密度，韧性和热导性。用纳米技术制造静电 屏蔽材料和油墨。近十年来在纳米材料研究取得了很大的成绩，已成功制备了金属、合金、离子晶体、陶瓷、氧化物、氮化

28、物、半导体等多种纳米材 料，发现了与小尺寸效应、界面效应、量子尺寸效应和量子限域、介电限域效应相关的新现象，使我们在国际上占有一席之地。作为印 制线路板领域而言，更关心纳米材料科学的应用成果，笔者强作解人，借花献佛，以尽匹夫之责。FR 4无铅板材制作按一定的比例配制好无铅胶液，胶液的胶化时间为330秒，由于胶液黏度很低，我们只添加了指定配比一半的PMA 溶剂，以改善胶片的外观。由于胶液配制的量较少，只有 300公斤左右且胶液黏度较低，所以我们只使用主胶槽进行上胶，开机前对主胶槽内的胶液的胶化时间进行复测，其胶化时间为303秒，一切OK后开机，生产单重365,胶化时间为45秒、50秒和60秒的胶

29、片。由于干燥机温度较低只有 170C，所以 车速较低，稳定在2.3m/min。（此车速可以提高胶液的浸润）IPQC 及时检测胶片，并检测稳定生产的各指标胶片的流动度，以确定最佳胶化指标，其中45 秒的胶片的流动度符合我们工艺压板要求。确定使用 45 秒的胶片进行压板和后续评估。经过45天的储存评估，取车间生产的 45秒指标的胶片 8张压合无铅板材，在不影响车间生产的情况下我们采用普通 FR-4 1.6 1/1的压合工 艺，在没延长压合时间的情况下，压制无铅板材，板材性能ok, Tg137C。T288 TMA法48分钟分层。经过进一步的对该树脂体系的板材进行评估，我们在胶片储存了45后，使用了我

30、们所认可不会导致板材缺陷的，胶化时间为45S的胶片压制了一张FR-4 1.6 1/1无铅板材，并特别送外检测了板材的 TD和PCB在线实验。板材的热分解温度为379C、UV性能ok。板材仍旧存在板材的 CTI 偏低和抗剥偏低现象。后附板材的全部检测报告及 UV 性能证明。CEM1板材CEM1板材制作一、降低产品成本，提高产品品质。寻求新原料供应商。二、实验方法：1配制 CEM-1 胶液从闪星有限公司提供的三氧化二锑中抽取三氧化二锑200g，该样品外观无杂质，样品为色泽纯白，颜色均一固体。按CEM-1配胶工艺比例计算好树脂份和应加入的三氧化二锑量。按比例配制好除填料以外的所有树脂和固化剂，加入三

31、氧化二锑进行搅拌。搅拌2小时无固体颗粒物存在，符合我们小样要求。将以上胶液静置 1 小时，无明显的固体颗粒析出。在此基础上加入其它填料搅拌 2小时，分散均匀，测得胶化时间为 182sec， 胶液颜色均一为白色。用该胶液手动上胶制作好 CEM-1 胶纸并压制成 CEM-1 1.6 1/0 板材。三、小试结论：CEM-1板材外观ok，和正常车间板材色泽相似，检测常规性能，性能ok。半固化片的贮存与剪切为了保持原有半固化中的性能特性，最合适的贮存条件是：湿度越低越好。半固化片在不同条件下贮存，因受到环境温度、湿度的影响， 会产生半固化片的吸潮、凝胶时间下降、流动度增加等变化，当贮存的温度过高或温度过

32、低时，空气中水分容易在半固化片上凝聚成吸附水， 这种吸附水在后续过程中很难除尽，影响了半固化中树脂的固化反应，甚至影响了多层板的质量。为了保持原有半固化中的性能特性，最合适的贮存条件是：湿度越低越好，存放温度如不超过5C,存放期可达6个月；存放温度为21C相对湿度30%50%，存放期为3个月。在实际生产中建议用密封塑料袋封装，同时放入干燥剂，尽量避免潮气及其它空气中杂质的侵入，这 样可以延长半固化片的贮存时间。由于玻纤布在经向、纬向单位长度的纱股数不同，在剪切时，需要注意半固化片的经纬向，一般选取经向（玻纤布卷曲的方向 ）为生产板的短边方向，纬向为生产板的长边方向，尽量与板剪切方向一致，以确保

33、板面的平整，否则板子在受热后可能扭曲变形。覆铜板对环氧树脂提出新要求近年来随着电子技术的快速发展，对用于覆铜板的环氧树脂提出了更多、更新的要求，据中国环氧树脂行业协会专家介绍，这种要求主要 有高玻璃化转变温度、阻挡紫外光 （UV）和自动光学检测（AOI）功能、低介电常数、RCC、无卤型产品等方面。高玻璃化转变温度 Tg 反映环氧树脂基体随温度升降而产生的一种物理变化。在常温时基体是刚性的 “玻璃态”，当温度升高到某一个区域时 基体将由玻璃态”转变为高弹态”，此时的温度称为该基体的玻璃化转变温度 仃g）。换句话说Tg是基体保持刚性的最高温度 C），基体的Tg取 决于所采用的树脂。传统的 FR-4

34、覆铜板是采用二官能的溴化双酚 A型环氧树脂，Tg 一般为130C左右。为了提高基体的 Tg业中多数采用诺伏 拉克环氧树脂。由于诺伏拉克环氧树脂结构中含有2个以上的环氧基，固化物交联密度高 Tg相应提高，基体的耐热性、耐化学性以及尺寸稳定性等相应地得到改善。诺伏拉克环氧树脂由于结构含有多环氧基，基体的耐热性等性能会有明显提高，但是产品脆性较大、粘合性较差，在环 氧树脂覆铜板生产中一般不单独使用，而是与双酚A型环氧树脂配合使用。诺伏拉克环氧树脂的使用量一般为环氧树脂总量的2030%，在诺伏拉克环氧树脂中选用双酚 A 诺伏拉克环氧树脂可以获得更佳的综合效果。阻挡紫外光 （UV） 和自动光学检测 （A

35、OI） 功能。随着电子工业的迅速发展印制电路高精度、高密度化，在双面印制板和多层印制板的制造过程 中，广泛采用液体光敏阻焊剂和两面同时暴光的新工艺。由于紫外光（UV）可以穿透基板，两面的线路图形相互干扰、出现重影造成废品，为避免出现重影基体用的环氧树脂必须具有阻挡紫外光（UV blocking）的功能。目前行业中一般的做法是，在环氧树脂体系中添加四官能基环氧树脂或UV 吸收剂，利用其本身具备荧光发色团性质，吸收 UV 光，达到阻挡的效果。据中国环氧树脂行业协会专家介绍， 1995年我国就成功开发了 具有阻挡UV和AOI功能的环氧树脂覆铜板，同时还开发相应的检测方法和检测仪器，该检测方法被国际电

36、工委员会（IEC）所确认，标准号IEC1189-2C11。 AOI 功能在印制线路板品质检查工作中，随着产量扩大和线路高密度化，采用传统的人工检查的方法已经不能适应了，一些较 大的企业广泛采用自动光学检测（AOI）的新技术。要求基板中的环氧树脂必须具备 AOI功能，AOI仪器采用氩激光作光源， 基板中的环氧树脂必 须能吸收氩激光、并激发出较低能量的荧光，通过测定基板上的荧光，实现对印制线路板外观缺陷的自动光学检测。 低介电常数又一个重要指标。随着通信技术的发展信息处理和信息传播的高速化，迫切希望提供一种可满足高频条件下使用的低介电常数的覆 铜板。在高频线路中频率一般都超过 300 MHz ，高

37、频线路信号传播速度与基体的介电常数有关，基体的介电常数越低信号的传播速度越快，要 实现信号的高速传播就必须选用低介电常数的板材。另外基体在电场的作用下，由于发热而消耗能量使高频信号传播效率下降。可见作为高频 线路用的覆铜板，必须选用低介电常数和低介电损耗角正切的树脂，但是目前FR-4覆铜板用的环氧树脂介电常数偏高，满足高频线路的使用有困难。在高频线路中多数采用聚四氟乙烯，聚四氟乙烯具有优秀的介电性能，但与环氧树脂相比存在以下缺点：加工性差，综合性能欠佳，成 本高。环氧树脂虽然介电常数和介电损耗角正切偏高，但具有加工性好、综合性能优秀，价格适宜、货源充足等优点，若采用改性的方法在环 氧树脂结构中

38、引入极性小、体积大的基团，降低固化物中极性基团的含量，可使树脂的介电性能得到改善，改性后的环氧树脂有可能成为一种 成本效益理想的高频材料。RCC。积层法多层板是近几年发展起来的、用于制造高密度、小孔径多层印制线路板的一项新技术，随着BUM的迅速发展，作为其主要材料的涂树脂铜箔得到了相应的发展。RCC的结构RCC是由表面经粗化、耐热、防氧化等处理的高温延伸性铜箔和B阶树脂组成的。RCC多数采用环氧树脂，RCC的树脂层应具备与FR-4粘结片相同的工艺性能，还要满足积层法多层板的以下要求：高绝缘可靠性和微导通孔可靠性，高玻璃化转变温度仃g），阻燃性，低介电常数和低吸水率，与内层板有良好的粘合性，固化

39、后树脂层厚度均匀，对铜箔有较好的粘合强度。RCC制造过程中要求将树脂均匀地涂布在铜箔上， 树脂层的厚度偏差控制在 ±2mm 以内，因此必须采用高精度的涂布设备， 同时生产环境必须高度净 化。中国环氧树脂行业协会专家介绍说， RCC 具有很多优点：有利于多层板的轻量化和薄形化，有利于介电性能的改善，有利于激光、等离子 体的蚀孔加工，对于 12um 等薄铜箔容易加工，可以使用普通印制板生产线，无须新的设备投资等。 最后是关于无卤型产品的要求。目前在环氧树脂覆铜板生产中阻燃型产品居多，占90%以上，从安全角度考虑用户要求产品必须通过 UL 安全认证，阻燃性必须达到 V-0 级。国外有些研究

40、机构提出，卤素阻燃剂在燃烧过程中会产生有毒的物质，危害人体健康和污染环境。国际上特别 是欧洲对这个问题表示强烈关注，欧共体 （EC）环保委员会提议限期在电器和电子产品中禁止使用含卤素的阻燃材料，开发无卤性阻燃覆铜板已 成为行业中一项重要课题势在必行。从化学角度考虑具有阻燃功能的元素除卤族元素（F、Cl、Br、I）外，还有V族的N、P等元素。实验证明在 环氧树脂体系中引入 N 和 P 等元素，并配合适当的阻燃助剂同样可以获得满意的阻燃效果。众所周知，酚醛树脂可以作为环氧树脂的固化剂使用，如果采用酚醛树脂对环氧树脂进行改性，则可以加大环氧树脂的交联密度，进一步 提高其耐热性和降低其热膨胀系数等，如

41、环氧树脂的改性既可以提高环氧树脂的阻燃性能，又可以提高其耐热性和尺寸稳定性。ARLON 高频材料选择表ARLON-MED 雅龙电子材料有限公司及产品介绍ARLON 是一家专业生产高端电子材料的公司 ,母公司 BARICO 是纽约股市上市公司 .ARLON 是目前高端 PCB 材料产品线最为齐全的公司之 一.它的历史可以追溯到 50年代,那时就开始生产研发聚酰亚胺 ,聚四氟乙烯等 PCB 材料.后来又不断开发出更多品种的新材料 .主要生产基地在美 国的加洲和DELEWARE.随着中国的电子产业的飞速发展，ARLON在2004年6成立了雅龙电子材料（苏州）有限公司，在中国设立成品加工中心， 将使公

42、司能更有效更快捷的为中国客户提供产品和服务。随着成品加工中心的有效运行和ARLON 在中国和亚洲业务的增加 ,新的苏州生产基地正在 2006 年底可以投入生产 .ARLON的产品可以分为两大类，电子材料类包括高可靠的聚酰亚胺 （33N,35N,85N）,主要用在对温度和使用环境要求很高的PCB,如航空航天设备的控制系统，半导体老化测试，石油钻井等领域，也用于非常高层数的PCB的加工.这种材料具有最高的玻璃转化温度 仃g250C）,和很高的裂解温 度仃d 380C）.ARLON的THERMOUNT（55NT,55ST,55RT）类材料具有非常好的尺寸稳定性 （CTE），适合于裸芯片封装，由于TH

43、MOUNT的非编织树 脂纤维特性，它非常适合高密度激光钻孔，耐离子迁移（ANTI-CAF）,重量轻，适用于对PCB重量要求很高的高可靠电子产品.如高端封装基板，导航系 统,ALVIH工艺等.ARLON的NO-FLOW（47N,49N,99N）系列用于刚挠结合板和散热冷板，在汽车，高功率领域都有广泛应用.ARLON导热系列 （99N,99ML）的材料在LED,大功率电源中也有很好的前景.我们近年开发的11N材料具有220Tg, 310Td,在高速背板，数模混合的微波通信，半导体测 试等产品也有非常好的应用前景。 ARLON的另一大类是微波材料，从DK2.2到10.2纯的PTFE有不同增强材料的（

44、玻璃织布，非编织的玻璃纤维） CLTE是陶瓷粉填充的PTFE，具有优异的温度稳定特性（DK随温度不变,CTE也很小）,在全球通信卫星上最高可以做 64层.其它陶瓷粉填充PTFE 有多种介电常数 ，适合加工多层微波印制板这些产品广泛用于手机、天线、基站的电子系统、无线宽带以及互联网等。ARLON 特有的轻型泡沫材料 FOAMCLAD 专用于基站天线 ， RFID 等应用 .具有成本低 ，损耗小 ，表面波小的特点 .印制电路板基板材料基本分类表印制电路板基板材料基本分类表 分类 材质 名称 代码 特征 刚性覆铜薄板 纸基板 酚醛树脂覆铜箔板 FR-1 经济性，阻燃 FR-2 高电性，阻燃 （冷冲）

45、XXXPC 高电性 （冷冲 ）XPC 经济性 经济性 （冷冲）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 耐热玻璃布 -环氧树脂覆铜箔板 FR-5 G11 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） 玻璃毡（芯） -玻璃布（面） -环氧树脂覆铜箔板 CEM3 阻燃 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

46、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 聚酰亚胺覆铜箔板环氧树脂覆铜板 -复合基覆铜板复合基覆铜板在环氧树脂覆铜板中除上述玻纤布覆铜板外，另一类是复合基覆铜板(Composite Epoxy Material) 。1 、 CEM-1 覆铜板 按基材区分覆铜板主要产品有两大类，纸基覆铜板和玻纤布基覆铜板。纸基覆铜板主要用于电视机等家用电子产品；玻纤布基覆铜板主要用 于电子计算机、通信设备等工业产品。近年来，随着家用电子产品多功能化，

47、对覆铜板的要求越来越高，纸基覆铜板在满足要求方面有一定困 难。据中国环氧树脂行业协会 (urlwww.epoxy-/url) 专家介绍，若采用玻纤布基覆铜板，虽可以满足要求，但成本偏高。在这种情况下，复 合基覆铜板的优点得到充分的表现和迅速发展。(1) 产品结构与特点 CEM-1 覆铜板的结构CEM-1 覆铜板具有以下特点：1) 主要性能优于纸基覆铜板。2) 优秀的机械加工性能。3) 成本比玻纤布覆铜板低。(2) 制造流程 CEM-1 覆铜板的制造流程(3) 产品性能： CEM-1 覆铜板的性能2 、 CEM-3 覆铜板印制线路板制造中，最大成本在板材。为此在保证功能与可靠的前提下，每个企业都

48、在寻找低价格的板材。 CEM-3 覆铜板是在 FR-4 覆铜板 基础上发展起来的。近年来日本在双面印制线路板制造中，大量采用 CEM-3 覆铜板取代 FR-4 覆铜板。据报导， CEM-3 覆铜板使用量大大超过 了一般 FR-4 覆铜板。(1) 产品结构与特点 CEM-3 覆铜板的结构CEM-3 覆铜板具有以下特点：1) 基本性能相当于 FR-4 覆铜板。2) 优秀的机械加工性能。3) 使用条件与 FR-4 覆铜板相同。4) 成本低于 FR-4 覆铜板。(2) 制造流程。由于玻纤纸比较疏松，浸胶时树脂含量偏高，导致产品收缩率大，尺寸稳定性差。所以，在环氧树脂中，普遍采用添加无机填 料(如氢氧化

49、铝 ) 的方法，使产品的各项性能得到改善和提高。(3) 产品性能。 CEM-3 覆铜板的性能，如表 8-42所示。随着 CEM-3 覆铜板品质的不断改进和提高，市场需求越来越大。近年来除日本外，韩 国和我国台湾在 CEM-3 的生产和应用方面发展也很快。 1992 年国内成功开发了 CEM-3 覆铜板，几年来产量逐年增加。但是发展速度较慢，主要原因是生产厂家少，宣传不够，用户对 CEM-3 产品不甚了解。另一个原因是前几年 CEM-3 的主要原材料之一玻纤 纸，国内尚没有生产厂家，要依靠进口，价格偏高， CEM-3 成本降不下来。最近国内至少有两条玻纤生产线建成的发展，将起到积极的推动作 用。

50、高耐热环氧玻璃布覆铜板的开发摘要： PCB 加工与使用条件的日趋苛刻、对基板材料提出了更高耐热性要求；本文就此介绍提高校材耐热性能的技术路线及我司对该板材的研 究开发，结果显示，制成的环氧玻璃布层压板，各项性能均达到IPC4101技术要求，热态性能与普通 FR-4相比较，有较大的提高。关键词：环氧玻璃布层压板、高耐热性、工艺路线、八 、一、前言 近年来，电子产品小型化、多功能化，使得印制电路板朝精细、薄型、多层化方向发展，由于生产与使用工艺日趋复杂，对基板材料的性能 提出了更高的要求；在 PCB 制作上，板材 (如多层板 )要经受层压、热熔或热风整平等多次热加工；而板材应用上，SMT 的双面贴

51、装的多次焊接以及使用过程受热等，均需板材能承受较高的温度，特别是BGA、CSP、MCM 等半导体安装基板及高多层板，为提高其互连与安装可靠性，更要求板材具备较高玻璃化转变温度、热态机械强度与低热膨胀率。在以玻璃布为增强材料的 PCB基板材料中，环氧体系的 FR-4板由于具有诸如高的铜箔剥离强度，良好的绝缘性能和可加工性，而成为目前 通用产品，但是，普通 FR-4板玻璃化温度在130140C间，Z轴方向热膨胀系数大，耐热性低，钻孔时易产生树脂腻污，加工时收缩大，不利 对位等缺点，使用上有一定的局限，特别对于制作多层板，普通FR-4材料只能用10层以下的多层板，大于10层时便显得有点力不从心；而基

52、于其树脂结构，板材在超过 Tg高温下，各项性能降幅较大，限制其在高温环境下的使用，因此，提高FR-4的玻璃化温度与耐热性能，拓宽其板材生存空间已成板材生产厂商的开发重点。二、技术工艺路线PCB 基材是铜导体与绝缘材料粘结在一起的结构层， 提供了印制板所需的电气和机械性能， 绝大多数的绝缘材料是增强纤维和有机树脂组成 的，在增强纤维方面，常用有玻璃纤维，属耐高温材料，故板材的耐热性取决于树脂组成。提高热固性树脂耐热性能的根本方法是改变树脂分子结构与交联结构，另外，聚合物主链的刚性强度、固化温度、增塑剂的添加及高分子链 侧基的位阻效应等影响也很大， 在热固性树脂分子中， 引入可参与聚合的极性基团

53、（酰亚胺基、氰酸基、亚磺酸基）和位阻较大的基团 （如芳香基 ）， 提高固化物交联密度，均可有效提高聚合物耐热性。另外，在树脂中引入耐高温热塑材料，通过互穿网络（IPN）技术，而提高组成物的综合性能。目前，国外提高 E-型环氧树胎热变形温度和热氧化稳定性的主要途径为：用带芳核的多官能耐热树脂或固化剂改性E-型环氧树脂，以提高树脂的热变形温度和高温机械强度。工艺路线有：1、 采用多官能环氧树脂与高、中分子量的E-型溴化环氧树脂配合，提高树脂体系的交联密度，提高树脂的耐热性，渗透性和交联密度。2、 采用耐热固化剂4, 4'二氨基二苯砜在三氟化硼胺类络合物的促进下，与E-型环氧树脂交联，提高树

54、脂的热变形温度和高温机械强度。3、采用线型酚醛树脂或有机酸酐作固化剂的环氧树脂体系。通过多种配方体系的研究，最终我们确定了以线型酚醛树脂作固化剂，辅以多官能环氧树脂的配方体系，此体系一个突出的特点是耐热性极 佳，与 DICY 固化的高 Tg 板材相比，有较佳的热态下综合性能。三、覆铜板的制备1 、主要原材料溴化环氧树脂 （溴含量 20-50）、酚醛环氧、固化剂、促进剂、溶剂； 7628型玻璃布、铜箔。2、制造方法按配方所需用量将溴化环氧、酚醛环氧、固化剂、促进剂及溶剂等材料加入到混胶桶中，搅拌使其完全溶解并熟化4 小时，配制成树脂含量约65%的胶液；用此胶液浸渍 7628玻璃布，在180C的烘

55、箱温度下烘干制成树脂含量 43%的半固化片；8张半固化片叠合，双面配上 35啊 铜箔，热压制成厚度为 16mm 的层压板。四、产品性能1 、较高的耐热老化性将厚度1. 6mm的覆铜板样品剪成50mrtK 50mm，将烘箱调节到设定温度，待温度稳定后，取三块试样置于烘箱中，烘烤1小时，观察板材的分层、起泡情况。结果显示，在同样时间的高温烘烤条件下，新开发品的热分解温度明显高于普通FR-4板材，显示出有较佳的耐热老化性。表1、两种板材的耐热老化性能比较试验条件普通 FR-4新开发品235C /1hOKOK240C /1h分层、起泡OK245C /1h分层、起泡OK250C /1h分层、起泡OK2、

56、高温弯曲强度及其保持率按测试标准方法，取1. 6mm的样板，蚀去两面铜箔，为保证试样边的平整与光滑，用数控铣床铣出试样25. 4mmK 76. 2mm，在测试温度下保持 1 小时，再测试样板的弯曲强度。从图1可看出，普通FR-4板受热时，当温度超过110C时，弯曲强度便出现较大的降幅；而新开发品在高温下仍有较高弯曲强度，在150 C下的高温弯曲强度保持率为 70%，达到FR-5的要求。由于热态下有较高的刚性强度，从而减少板材热冲击时所产生的形变。3、高温下剥离强度有较高的保持率。取 1. 6mm 厚度的板材，蚀成有 3mm 宽的铜箔剥离条的样品，置于高温硅油中，稳定一段时间后，测试铜箔剥离强度

57、。结果可见，新开发 品有较佳的热态抗剥离强度。4、低 Z 轴膨胀系数采用TA Instruments公司的TMA2940热机械分析仪测试，升温速率为 10C/min，与普通FR-4相比，板材在Z轴方向具较低的膨胀系数。 表2是两种板材的比较结果，显示出新开发品具有较优异的CTE值，这将大大减少PCB（特别为多层板）因热加工膨胀而造成的镀通孔拐角铜断裂现象，提高镀通孔的可靠性。表2、两种板材Z轴方向的CTE值（gm/mC）温度范围 普通 FR-4 新开发品30-12565.430-165 5530-258 232 1405、其它性能均达 IPC-4101 标准。按 IPC-TM-650 对板材进行检测，结果表明，板材各项性能均达到 IPC4101 标准。五、结论采用酚醛环氧为主的树脂胶液体系，制成玻璃布基的覆铜板，工艺可行，板材主要性能完全符合IPC4101标准，与普通FR-4相比较，耐热性有较大的提高，从而增强 PCB 在热加工与高温环境使用的可靠性。高耐热环氧玻璃布层压板的开发，对满足市场的需求，促进国内电子基础材料工业的技术发展，有着积极而现实的意义。上胶机环保与焚烧炉节能措施当前覆铜板生产普遍采用上胶机对基材上胶， 将烘至 B 阶粘结片与铜箔叠合， 在层压机上热压成型的生产工艺。 由于上胶胶液含有 30-50 有机溶剂，在基材上胶时，这些有机溶剂将挥发，有些厂