印制電路闆(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制造用材料可分為兩大類:
主材料:即成為産品一部分的原材料。如覆銅層壓闆、阻焊油墨、絲印油墨等;
輔助材料:即生産過程中需要消耗的材料。如:抗蝕幹膜、蝕刻溶液、化學清洗劑、鑽孔墊闆等。
主材料最終成為産品的一部分,決定了印制闆的某些性能特點。
尤其是覆銅層壓闆的性能特征,如機械強度、介電常數、阻燃性等決定了印制闆的相關性能。
輔助材料在生産過程中被消耗掉,對産品加工品質有影響,但不直接決定産品性能,因此今天将特别介紹基本材料——覆銅闆的結構、制造流程、覆銅闆的種類與性能等,給需要PCB的朋友們做一個參考,防止在下單制造時因選錯材料導緻不必要的損失。
1、 覆銅層壓闆
覆銅層壓闆CCL:Copper Clad Laminate,在一面或兩面覆蓋有銅箔的層壓闆
雙面覆銅層壓闆構成
雙面覆銅層壓闆
2、 覆銅層壓闆結構
由上圖可知,覆銅層壓闆由三類材料組成
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,加強基闆的機械強度和絕緣性,常用玻璃纖維布、纖維紙等
3、 覆銅層壓闆的制造
覆銅闆層壓闆的制造過程如下圖:
流程為:樹脂配膠——>浸膠——>烘幹——>切割——>壓合(銅箔 半固化片)——>覆銅層壓闆
覆銅層壓闆制造流程
4、 覆銅層壓闆的種類與特點
A、 按覆銅闆的機械剛性分
剛性覆銅闆和撓性覆銅闆。剛性覆銅闆含增強材料而且比較厚,基闆呈剛性,無法彎曲。撓性覆銅闆不含或者少含增強材料,闆體很薄,可以彎曲。
B、 按覆銅闆主體絕緣材料類别分
無機基材覆銅闆和有機基材覆銅闆。無機基材覆銅闆如陶瓷基覆銅闆;有機基材覆銅闆如環氧樹脂覆銅闆。
目前PCB主要為有機基材覆銅闆。
C、 按覆銅闆的樹脂與增強材料區分
1) 酚醛紙基覆銅闆,
大多采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。
酚醛紙基闆性能一般,成本低,可磨具沖切加工,普遍用于制作單面PCB, 用于家電、玩具等一般電子産品中。
紙基覆銅闆有性能改進型,如适用于低溫(60℃以下)的沖孔加工闆,耐電遷 移性的銀獎貫孔闆等
2) 環氧玻璃布覆銅闆,
以電子級玻璃纖維布為增強材料,以環氧樹脂為粘合劑。
環氧玻璃布覆銅闆電氣性能好、機械強度高、受環境影響變化小,性能上優于酚醛紙基覆銅闆,但成本相應要高一些。環氧玻璃布闆多數用于制作雙面及多層PCB,被應用于電腦、通信設備、商用電器和工業儀器等耐用電子産品中。
改進型環氧玻璃纖維布闆,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) 複合覆銅闆
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。
複合覆銅闆性能和價格都介于紙基覆銅闆和玻璃布覆銅闆之間,可以沖切加工,适用于要求機械強度高與電氣性能好的民用消費類設備。
4) 特殊性能要求覆銅闆
有許多不同樹脂成分的覆銅闆,以适合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,以改善覆銅闆的耐熱性、介電常數和尺寸穩定性等。
另外還有金屬基闆、絕緣介質和銅箔組成的金屬基覆銅闆、如鋁基闆、銅基闆、鋼基闆等。
這些特殊覆銅闆相對成本較高,加工性特殊,一般被應用于有特殊要求的設備中。
5) 撓性覆銅闆
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。
聚酰亞胺撓性覆銅闆電性能好、耐熱性高、相應成本也高,常用于耐用電子設備中,如電腦、手機等;
聚酯撓性覆銅闆有良好的介電性能,成本也低,但耐熱性差,常用于低要求的電子設備中。
D、 按覆銅闆的特殊性能分
1) 按覆銅闆的耐燃燒性(阻燃性)分,有阻燃版與非阻燃闆。根據UL标準,非阻燃覆銅闆為HB級,在覆銅闆規格代号中有“FR”的為有阻燃性闆。
2) 高Tg覆銅闆。Tg是材料的玻璃化溫度,Tg高的覆銅闆耐熱性和穩定性都比較好。
3) 低介電常數覆銅闆。指介電常數在1GHz下穩定在3左右,介質損耗不大于0.001的基闆。這種基闆适合用于高頻電路,也稱高頻基闆。
4) 高CTI覆銅闆。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,反映了基闆的電氣安全性。
5) 低CTE覆銅闆。CTE是熱膨脹系數,低熱膨脹系數主要是為适合IC封裝載闆的要求。
6) 環保型覆銅闆。主要指不采用對人類有害的鹵素類阻燃劑的覆銅闆。
PCB基材的主要種類與特點
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