PCB常规原材料基础知识介绍

www.chinafastprint.com股票代码：002436PCBPCB常规原材料常规原材料基础知识介绍基础知识介绍•编制：•修订：•审核：•版本：2011.09.Awww.chinafastprint.com快捷公司技术资料目的和内容目的：帮助了解刚性PCB板材、半固化片、铜箔、阻焊、字符油墨的常用规格及性能参数。达到能独立解答客户有关材料问题的能力。内容：半固化片铜箔板材阻焊油墨字符油墨www.chinafastprint.com快捷公司技术资料半固化片介绍主要作用：多层板内层板间的粘结、调节板厚；主要特点：一定温度与压力作用下，树脂流动并发生固化，不同的型号，其固化厚度不一致，以用来调节不同板厚存放环境：恒温(21+/-2℃)、恒湿(55+/-8%)www.chinafastprint.com快捷公司技术资料半固化片介绍半固化片（Prepreg）Prepreg是PreimpregnatedMaterials的英文缩写,是树脂与载体合成的一种片状粘结材料.半固化片主要成分为树脂及其添加剂(胶液)和玻璃纤维布。它在制作过程中的变化如下图所示:Resin——树脂Varnish——胶液Prepreg——半固化片Laminate——层压板Structurewww.chinafastprint.com快捷公司技术资料半固化片介绍1.树脂：是一种热固型材料，可以发生高分子聚合反应PCB业常用的树脂体系有酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、三嗪和/或双马来酰亚胺树脂等，目前常用的是环氧树脂。树脂的功能及特性:•A.具有电气绝缘性•B.可以作为铜箔与加固物(玻璃纤维布)之间的粘合剂•C.特性:抗电气性、耐热性、耐化学性、抗水性。树脂的三个阶段：A-Stage：液体环氧树脂；B-Stage：是用玻璃纤维浸润于A阶的树脂中,经过热风,或者红外线烘干,部分聚合反应,成为固体胶片,即半固化片；C-Stage：在压板过程中,B-阶树脂经过高温、高压熔融填充,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，此种不可逆的全硬化树脂状态则称为C-Stage。www.chinafastprint.com快捷公司技术资料半固化片介绍2.玻璃纤维布:玻璃纤维布是一种无机物经过高温融合后冷却成为一种非结晶态的坚硬物，然后由经纱，纬纱纵横交织形成的补强材料。可以作为补强材料的有：纤维素纸、E-玻璃纤维布、聚芳酰胺纤维纸、S-纤维布等。www.chinafastprint.com快捷公司技术资料半固化片介绍半固化片的型号由其玻璃纤维布的型号决定常用的E-玻璃纤维布规格有：106、1080、3313、2116、7628。常用结构★选择半固化片时，应优先满足流胶问题，然后考虑其生产成本。（含胶量比较：106＞1080＞3313＞2116＞7628）（成本比较：106＞3313＞2116＞7628＞1080）为防止层压滑板，一般每两层之间半固化片≤3张565672.50.05131064760660.077310806260570.103433135860540.118521163144460.19517628纬线经纱Rc(%)理论厚度（mm）规格www.chinafastprint.com快捷公司技术资料半固化片介绍3.胶液：组成：树脂、固化剂（Dicy）、固化剂溶剂、胶液溶剂（针对环氧树脂常用丙酮）、固化剂加速剂。功能:•A.降低树脂粘度,引导树脂与固化剂浸入玻璃纤维中.•B.溶解树脂、固化剂与催化剂。•C.提供一个化学性稳定的混合物。胶液的一致性：胶液的一致性对半固化片有相当重要的影响。www.chinafastprint.com快捷公司技术资料半固化片介绍半固化片的特性指标：直接影响压板后的品质指半固化片经过干燥后，失去的挥发成分的重量占原来重量的百合比挥发物含量（VC）反映树脂在不同温度时的固化速度，直接影响压板后的品质指B-阶半固化片受高温后软化粘度降低，然后流动，经过一段时间因吸收热量而发生聚合反应，粘度逐渐增大，逐渐固化成C-阶的一段树脂可以流动的时间。凝胶时间（GT）反映树脂流动性的指标，它也决定压板后的介电层厚度指压板后，流出板外的树脂占原来半固化片总重的百分比流动度（RF）直接影响到树脂填充导线间空谷的能力，同时决定压板后的介电层厚度指胶片中除了玻璃布以外，树脂成分所占的重量百分比树脂含量（RC）作用意义特性指标www.chinafastprint.com快捷公司技术资料半固化片介绍半固化片存在方式：片状：以张为单位，规格一般有16″*18″、16″*21″、18″*24″、12″*18″等标准尺寸，也可定制非标尺寸。卷状：以卷为单位，规格一般有1.26m*200m/卷、1.26m*300m/卷、1.26m*125码/卷、1.26m*250码/卷等，宽度尺寸基本是固定的。注：1码=0.9144米。www.chinafastprint.com快捷公司技术资料半固化片介绍我司常用FR4半固化片4.54.254.153.953.9介电常数0.19330.11740.09870.077270.0511理论实际厚度（mm）IT180A、S1000-2B3.73.73.73.73.7介电常数0.20190.13510.09960.08410.0663理论实际厚度（mm）N4000-13（21130.1054）4.23.953.853.653.6介电常数0.19510.11850.10340.07730.0513理论实际厚度（mm）S1141（Tg≤170℃）7628211633131080106半固化片类型类别板材PPwww.chinafastprint.com快捷公司技术资料铜箔主要作用：形成多层板顶、底层导体线路。主要特点：一定温度与压力作用下，与半固化片结合；存放环境：恒温、恒湿分类：按照加工工艺分为压延铜箔、电解铜箔两种；刚性板材主要使用的是电解铜箔，压延铜箔主要用于挠性板；电解铜箔的特点:双面粗糙度不同,较粗的一面处理后可以和树脂产生较强的接合力.www.chinafastprint.com快捷公司技术资料铜箔根据IPC-4562的标准，铜箔可以分为：我司常用厚度有0.33oz(12um)、0.5oz、1oz、2oz、3oz和4oz5.40200.04137.21220.04oz44.05150.03102.9915.03oz32.70100.0268.6610.02oz21.450.0134.3305.01oz11.0137.50.75025.7228.83/4ozM0.6825.00.50017.1152.51/2ozH0.4717.50.35012.0106.81/3oz(12μm)T0.3412.50.2498.575.91/4oz(9μm)Q标称厚度（mil2）单位面积质量（g/254in2）单位面积质量（oz/ft2）标称厚度（μm）单位面积质量（g/m2）英制公制常用的工业代号箔代号www.chinafastprint.com快捷公司技术资料板材定义：基板又称覆铜板（也称芯板或Core），它是通过半固化片在高温高压下与铜箔粘结在一起制成的不同规格厚度的印刷电路板的原材料。Copper半固化片固化后形成的介电层Copperwww.chinafastprint.com快捷公司技术资料板材分类：1、以树脂类型分：酚醛树脂（Phenolic）覆铜板（如：FR-2）环氧树脂（Epoxy）覆铜板（FR-4如：联茂IT-180A）耐高温环氧树脂覆铜板（如：FR-5）聚酰亚胺树脂（Polyimide）覆铜板(如：PI、GPY)聚四氟乙烯（Polytetrafluorethylene，PTFE或TEFLON）覆铜板（如：TaconicTLX-8）双马来酰胺三嗪树脂（BismaleimideTriazine，BT）覆铜板（如：IsolaGI-180）氰酸酯树脂（CyanideEster，CE）覆铜板（如：三菱CCL-HL950）www.chinafastprint.com快捷公司技术资料板材2、以板材用途分：常规板材：FR-4•普通Tg板材：≥135℃代表板材：生益S1141•中Tg板材：≥145℃代表板材：生益S1141150•高Tg板材：≥170℃代表板材：联茂IT180A高频板材：•高性能FR-4代表板材：NecloN4000-13•聚四氟乙烯（PTFE）代表板材：ArlonRF-35•陶瓷粉填充（非PTFE）代表板材：Rogers4350B高耐热性：•PI板材：代表板材：Arlon85N其他特殊用途：•无卤、CAF等代表板材：生益S1155联茂IT180Awww.chinafastprint.com快捷公司技术资料板材常用FR4板材性能参数对比0.1≤0.50.08≤0.50.15≤0.8吸水率（%）20≥1520≥52--T288（min）2.8≤3.03.3≤3.54.5--Z轴温度变化系数CTE（50-260℃）0.013≤0.0350.016≤0.0350.015≤0.035介电损耗Df（1MHZ）4.8≤5.44.8≤5.44.6≤5.4介电常数Dk（1MHZ）YesYesNoFillerPNPNDicyDicy/PN345≥340345--310--热分解温度Td（℃）180≥170155150-200140≥135玻璃转换点温度Tg（℃）/126/99/21对应IPC4101B标准IT180A典型值标准IT158典型值标准S1141典型值标准性能项目www.chinafastprint.com快捷公司技术资料板材常用高频板材性能参数对比三种高频材料对比www.chinafastprint.com快捷公司技术资料板材板材选择的主要考虑因素：可加工性；材料的可及时获得性；成本因素；法律法规的适用性等；从以上因素考虑具体涉及以下几个方面：Tg值（材料的玻璃转化点温度）；（“无铅”兼容考虑）Td值或T260、T288（材料的热分解温度）；（“无铅”兼容考虑）Er值与Tanδ（Dk与Df）（介质损耗与介质损耗角正切）；卤素含量（是否为无卤素材料）；其他考虑因素：CAF（阳极导电丝）、IST、Q1000、UL等级（阻燃）、CTI（漏电起痕指数）、吸水性等。www.chinafastprint.com快捷公司技术资料板材普通TG与高TG板材的选择：对于层数≤10层,内外层完成铜厚≤2OZ的普通板件•选用材料：S1141、S6018(RCC)（普通TG）对于满足以下条件之一者，选用材料:IT180A,LDPP（高TG）•按照国军标验收标准；•内层或外层完成铜厚度≥3OZ；•层数≥12层；•设计成品板厚度≥3.0mm；•孔径补偿后孔壁间距＜1.2mm的密集散热孔www.chinafastprint.com快捷公司技术资料板材高频板材的选择：介电常数（Dk）：通常根据特定的电路设计及功能所定，直接影响PCB结构。（厚度、阻抗控制等）•信号的传送速度与材料介电常数的平方根成反比，介电常数越低，信号传输速度越快介质损耗（Df）：通常条件下希望介质损耗越小越好。•介质损耗Df是指信号在介质传输中的丢失，Df越小信号损失也就越小厚度变化：基材厚度是决定特性阻抗的重要因素，在高频设计当中还影响层间信号的干扰，选择越多，设计带来的便利越多。信号线上、下介质的介电常数（Dk）一致性;材料的可加工性;介电常数的温度稳定性（TCK）；www.chinafastprint.com快捷公司技术资料板材高频板材的加工能力：非PTFE材料热固性陶瓷碳氢化合物板厚(mm)0.2-6.00.5-6.0层数2-302-14能否混压制作YESYES能否盲埋孔制作YESYES最小加工孔径(mm)0.10.35最小线宽/线距(内层)mil3/33/3最小线宽/线距(内层)mil3/