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PCB原材料 PCB基板材料 PCB原材料简介及参数分析

PCB原材料

PCB原材料是指制造PCB(线路板)所用到的、所需要的基础原料,也可以叫做PCB基板材料。20世纪初至20世纪40年代末,是PCB基板材料业发展的萌芽阶段。它的发展特点主要表现在:此时期基板材料用的树脂、增强材料以及绝缘基板大量涌现,技术上得到初步的探索。这些都为印制电路板用最典型的基板材料——覆铜板的问世与发展,创造了必要的条件。另一方面,以金属箔蚀刻法(减成法)制造电路为主流的PCB制造技术,得到了最初的确立和发展。它为覆铜板在结构组成、特性条件的确定上,起到了决定性的作用。

电路板原材料的发展,已经走过了近50年的历程。加之此产业确定前有50年左右的时间对它所用的基本原材料——树脂及增强材料的科学实验与探索,PCB板基板材料业已累积了近百年的历史。基板材料业的每一阶段的发展,都受到电子整机产品、半导体制造技术、电子安装技术、电子电路制造技术的革新所驱动。

电路板常用材料及参数介绍

PCB板材知识及标准目前我国大量使用的敷铜板有以下几种类型,

:敷铜板分类

覆铜箔板的分类方法有多种。一般按板的增强材料不同,可划分为:纸基、玻璃纤维布基、复合基(CEM系列)、积层多层板基和特殊材料基(陶瓷、金属芯基等)五大类。按板所采用的树脂胶黏剂不同进行分类,常见的纸基CCI。有:酚醛树脂(XPc、XxxPC、FR-1、FR一2等)、环氧树脂(FE一3)、聚酯树脂等各种类型。常见的玻璃纤维布基CCL有环氧树脂(FR一4、FR-5),它是目前最广泛使用的玻璃纤维布基类型。另外还有其他特殊性树脂(以玻璃纤维布、聚基酰胺纤维、无纺布等为增加材料):双马来酰亚胺改性三嗪树脂(BT)、聚酰亚胺树脂(PI)、二亚苯基醚树脂(PPO)、马来酸酐亚胺——苯乙烯树脂(MS)、聚氰酸酯树脂、聚烯烃树脂等。按CCL的阻燃性能分类,可分为阻燃型(UL94一VO、UL94一 V1级)和非阻燃型(UL94一HB级)两类板。

敷铜板知识

近几年,一种新型不含溴类物的CCL品种随着对环保问题的重视而产生,名为绿色型阻燃cCL。随着电子产品技术的高速发展,对cCL有更高的性能要求。因此,从CCL的性能分类,又分为一般性能CCL、低介电常数CCL、高耐-5),它是目前最广泛使用的玻璃纤维布基类型。另外还有其他特殊性树脂(以玻璃纤维布、聚基酰胺纤维、无纺布等为增加材料):双马来酰亚胺改性三嗪树脂(BT)、聚酰亚胺树脂(PI)、二亚苯基醚树脂(PPO)、马来酸酐亚胺——苯乙烯树脂(MS)、聚氰酸酯树脂、聚烯烃树脂等。按CCL的阻燃性能分类,可分为阻燃型(UL94一VO、UL94一 V1级)和非阻燃型(UL94一HB级)两类板。近一二年,随着对环保问题更加重视,在阻燃型CCL中又分出一种新型不含溴类物的CCL品种,可称为“绿色型阻燃cCL”。随着电子产品技术的高速发展,对cCL有更高的性能要求。因此,从CCL的性能分类,又分为一般性能CCL、低介电常数CCL、高耐热性的CCL(一般板的L在150℃以上)、低热膨胀系数的CCL(一般用于封装基板上)等类型。随着电子技术的发展和不断进步,对印制板基板材料不断提出新要求,从而,促进覆铜箔板标准的不断发展。

基板材料的主要标准 

  1. 国家标准:我国有关基板材料的国家标准有GB/T4721—47221992及GB4723—4725—1992,中国台湾地区的覆铜箔板标准为CNS标准,是以日本JIs标准为蓝本制定的,于1983年发布。
  2. 国际标准:日本的JIS标准,美国的ASTM、NEMA、MIL、IPc、ANSI、UL标准,英国的Bs标准,德国的DIN、VDE标准,法国的NFC、UTE标准,加拿大的CSA标准,澳大利亚的AS标准,前苏联的FOCT标准,国际的IEC标准等;PCB设计材料的供应商,常见与常用到的就有:生益\建涛\国际等 

参数

  • 接受文件 : protel autocad powerpcb orcad gerber或实板抄板等 
  • 板材种类 : CEM-1,CEM-3 FR4,高TG料;
  • 最大板面尺寸 : 600mm*700mm(24000mil*27500mil) 
  • 加工板厚度 : 0.4mm-4.0mm(15.75mil-157.5mil) 
  • 最高加工层数 : 16Layers 
  • 铜箔层厚度 : 0.5-4.0(oz)
  • 成品板厚公差 : +/-0.1mm(4mil)
  • 成型尺寸公差 : 电脑铣:0.15mm(6mil) 模具冲板:0.10mm(4mil) 
  • 最小线宽/间距: 0.1mm(4mil) 线宽控制能力: <+-20% 
  • 成品最小钻孔孔径 : 0.25mm(10mil) 
  • 成品最小冲孔孔径 : 0.9mm(35mil) 
  • 成品孔径公差 : PTH :+-0.075mm(3mil) 
  • NPTH:+-0.05mm(2mil)
  • 成品孔壁铜厚 : 18-25um(0.71-0.99mil) 
  • 最小SMT贴片间距 : 0.15mm(6mil) 
  • 表面涂覆 : 化学沉金、喷锡、整板镀镍金(水/软金)、丝印兰胶等 
  • 板上阻焊膜厚度 : 10-30μm(0.4-1.2mil) 
  • 抗剥强度 : 1.5N/mm(59N/mil) 
  • 阻焊膜硬度 : >5H 
  • 阻焊塞孔能力 : 0.3-0.8mm(12mil-30mil) 
  • 介质常数 : ε= 2.1-10.0 
  • 绝缘电阻 : 10KΩ-20MΩ
  • 特性阻抗 : 60 ohm±10% 
  • 热冲击 : 288℃,10 sec 
  • 成品板翘曲度 : 〈 0.7% 

产品应用:通信器材、汽车电子、仪器仪表、全球定位系统、计算机、MP4、 电源、家电等 

PCB基板材料分类

PCB基板材料,按照材料的性质来划分,基本上可以分为纸基印制板、 环氧玻纤布印制板、复合基材印制板、特种基材印制板等多种基板材料。

纸基印制板

这类印制板是使用以纤维纸作增强材料的基材,浸上树脂溶液(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。按美国ASTM/NEMA标准规定的型号,主要品种有FR-1、FR-2、FR-3(以上为阻燃类XPC、XXXPC(以上为非阻燃类)。全球纸基印制板85%以上的市场在亚洲。最常用、生产量大的是FR-1和XPC印制板。

环氧玻纤布印制板

这类印制板是使用环氧或改性环氧树脂作黏合剂的基材,玻纤布作为增强材料。是当前全球产量最大的印制板,使用最多的一类印制板。在ASTM/NEMA标准中,环氧玻纤布板有四个型号:G10(不阻燃),FR-4(阻燃);G11(保留热强度,不阻燃),FR-5(保留热强度,阻燃)。实际上,非阻燃产品在逐年减少,FR-4占绝大部分。

复合基材印制板

这类印制板是使用由不同增强材料构成面料和芯料的基材。使用的覆铜板基材主要是CEM系列,其中以CEM-1和CEM-3最具代表性。CEM一1基材面料是玻纤布,芯料是纸,树脂是环氧,阻燃;CEM-3基材面料是玻纤布,芯料是玻纤纸,树脂是环氧,阻燃。复合基印制板的基本特性同FR-4相当,而成本较低,机械加工性能优于FR-4。

特种基材印制板

金属基材(铝基、铜基、铁基或因瓦钢)、陶瓷基材,根据其特性、用途可做成金属(陶瓷)基单、双、多层印制板或金属芯印制板。