印製電路板(Printed Circuit Board,英文簡稱:PCB,以下簡稱:PCB)是現代電子設備中必不可少的配件。
PCB製造用材料可分為兩大類:
主材料:即成為產品一部分的原材料。如覆銅層壓板、阻焊油墨、絲印油墨等;
輔助材料:即生產過程中需要消耗的材料。如:抗蝕干膜、蝕刻溶液、化學清洗劑、鑽孔墊板等。
主材料最終成為產品的一部分,決定了印製板的某些性能特點。
尤其是覆銅層壓板的性能特徵,如機械強度、介電常數、阻燃性等決定了印製板的相關性能。
輔助材料在生產過程中被消耗掉,對產品加工品質有影響,但不直接決定產品性能,因此今天將特別介紹基本材料——覆銅板的結構、製造流程、覆銅板的種類與性能等,給需要PCB的朋友們做一個參考,防止在下單製造時因選錯材料導致不必要的損失。
1、 覆銅層壓板
覆銅層壓板CCL:Copper Clad Laminate,在一面或兩面覆蓋有銅箔的層壓板
雙面覆銅層壓板構成
雙面覆銅層壓板
2、 覆銅層壓板結構
由上圖可知,覆銅層壓板由三類材料組成
A、 銅箔,作為導電體,常用銅箔厚度35um(1oZ)和18um(0.5oZ)
B、 樹脂,作為粘合劑和絕緣體,常用環氧樹脂、酚醛樹脂等
C、 增強物,加強基板的機械強度和絕緣性,常用玻璃纖維布、纖維紙等
3、 覆銅層壓板的製造
覆銅板層壓板的製造過程如下圖:
流程為:樹脂配膠——>浸膠——>烘乾——>切割——>壓合(銅箔+半固化片)——>覆銅層壓板
覆銅層壓板製造流程
4、 覆銅層壓板的種類與特點
A、 按覆銅板的機械剛性分
剛性覆銅板和撓性覆銅板。剛性覆銅板含增強材料而且比較厚,基板呈剛性,無法彎曲。撓性覆銅板不含或者少含增強材料,板體很薄,可以彎曲。
B、 按覆銅板主體絕緣材料類別分
無機基材覆銅板和有機基材覆銅板。無機基材覆銅板如陶瓷基覆銅板;有機基材覆銅板如環氧樹脂覆銅板。
目前PCB主要為有機基材覆銅板。
C、 按覆銅板的樹脂與增強材料區分
1) 酚醛紙基覆銅板,
大多採用漂泊浸漬木漿纖維紙為增強材料,以改性酚醛樹脂為粘合劑。
酚醛紙基板性能一般,成本低,可磨具沖切加工,普遍用於製作單面PCB, 用於家電、玩具等一般電子產品中。
紙基覆銅板有性能改進型,如適用於低溫(60℃以下)的沖孔加工板,耐電遷 移性的銀獎貫孔板等
2) 環氧玻璃布覆銅板,
以電子級玻璃纖維布為增強材料,以環氧樹脂為粘合劑。
環氧玻璃布覆銅板電氣性能好、機械強度高、受環境影響變化小,性能上優於酚醛紙基覆銅板,但成本相應要高一些。環氧玻璃布板多數用於製作雙面及多層PCB,被應用於電腦、通信設備、商用電器和工業儀器等耐用電子產品中。
改進型環氧玻璃纖維布板,電性能更優、耐熱性更高,在數字化高頻高速化設備中得到大量應用。
3) 複合覆銅板
以環氧樹脂為粘合劑,以玻璃纖維氈芯或紙纖維芯和兩面貼玻璃布面為增強材料。
複合覆銅板性能和價格都介於紙基覆銅板和玻璃布覆銅板之間,可以沖切加工,適用於要求機械強度高與電氣性能好的民用消費類設備。
4) 特殊性能要求覆銅板
有許多不同樹脂成分的覆銅板,以適合PCB特殊性能的要求。如改性環氧樹脂、聚酰亞胺樹脂、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂、聚四氟乙烯、氰酸酯樹脂、聚苯醚等,以改善覆銅板的耐熱性、介電常數和尺寸穩定性等。
另外還有金屬基板、絕緣介質和銅箔組成的金屬基覆銅板、如鋁基板、銅基板、鋼基板等。
這些特殊覆銅板相對成本較高,加工性特殊,一般被應用於有特殊要求的設備中。
5) 撓性覆銅板
由可彎曲的絕緣層與銅箔組成。常用絕緣層為聚酰亞胺(PI)薄膜或者聚酯(PET)薄膜,膜厚有多種規格可選。
聚酰亞胺撓性覆銅板電性能好、耐熱性高、相應成本也高,常用於耐用電子設備中,如電腦、手機等;
聚酯撓性覆銅板有良好的介電性能,成本也低,但耐熱性差,常用於低要求的電子設備中。
D、 按覆銅板的特殊性能分
1) 按覆銅板的耐燃燒性(阻燃性)分,有阻燃版與非阻燃板。根據UL標準,非阻燃覆銅板為HB級,在覆銅板規格代號中有“FR”的為有阻燃性板。
2) 高Tg覆銅板。Tg是材料的玻璃化溫度,Tg高的覆銅板耐熱性和穩定性都比較好。
3) 低介電常數覆銅板。指介電常數在1GHz下穩定在3左右,介質損耗不大於0.001的基板。這種基板適合用於高頻電路,也稱高頻基板。
4) 高CTI覆銅板。CTI是相比漏電起痕指數,值絕緣層表面再電場與電溶解液聯合作用下逐漸形成碳化而引起的導電現象,反映了基板的電氣安全性。
5) 低CTE覆銅板。CTE是熱膨脹係數,低熱膨脹係數主要是為適合IC封裝載板的要求。
6) 環保型覆銅板。主要指不採用對人類有害的鹵素類阻燃劑的覆銅板。
PCB基材的主要種類與特點
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