PCB覆銅板性能特點(diǎn)及其用途

1、覆銅板性能特點(diǎn)及其用途一、覆銅板所需具備的共同性能由于在應(yīng)用上的差異，各類覆銅板有不同的性能要求，但它們一般要具備一個(gè)共同的性能要求。這些性能要求可以概括為六個(gè)方面,見表1-4-1所示。表1-4-1覆銅板的性能要求類別項(xiàng)目1外觀要求金屬箔面：凹坑、劃痕、麻點(diǎn)、膠點(diǎn)、皺折、針孔等缺陷；表面平滑性、銅箔輪廓度等層壓板面：膠點(diǎn)、壓痕、缺膠、氣泡、外來雜質(zhì)等缺陷；表面平滑性等2尺寸要求長度及其偏差、寬度及其偏差、翹曲度（弓曲度）、扭曲度、垂直度（對(duì)角線長度偏差）、板厚精度等3電性能要求介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切、體積電阻率、表面電阻、絕緣電阻、耐電弧性、介質(zhì)擊穿電壓、電氣強(qiáng)度、相比漏電起痕指數(shù)、耐金屬離

2、子遷移性、表面腐蝕和邊緣腐蝕、諧振特性、銅箔電阻等4物理性能要求焊盤拉脫強(qiáng)度、沖孔性、機(jī)械鉆孔性、機(jī)械加工性、剝離強(qiáng)度、層間粘接強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、彎曲強(qiáng)度、耐沖擊性、阻燃性（燃燒性）、表面硬度、熱傳導(dǎo)性等5化學(xué)性能、熱性能要求金屬箔表面可焊性、金屬箔表面可清洗性、耐化學(xué)藥品性、熱膨脹系數(shù)、尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、玻璃化溫度、耐浸焊性、濕后耐浸焊性等6環(huán)境性能要求吸水性、耐霉性、壓力容器蒸煮試驗(yàn)、冷-熱循環(huán)沖擊試驗(yàn)等表1-4-1所表述CCL各個(gè)性能要求主要是要滿足來自三個(gè)方面的PCB加工、應(yīng)用要求。這三個(gè)方面包括：來自印制電路板加工方面對(duì)CCL提出的性能要求；來自元器件安裝方面對(duì)CCL提出的性能要求

3、；來自整機(jī)產(chǎn)品運(yùn)行方面對(duì)CCL提出的性能要求。（）印制電路板加工方面對(duì)CCL特性的要求在印制電路板加工方面，主要注重覆銅板的尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、板的表面平滑性銅箔與基板及基板材料層間的粘接性、板的平整性（翹曲、扭曲）、孔加工性（樹脂鉆污性）、電鍍性、耐化學(xué)藥品性、吸濕性等性能。近年還出現(xiàn)了對(duì)CCL的UV遮蔽性、CO2激光鉆孔性等性能要求。上述各方面的覆銅板的性能要求，與PCB的加工制造質(zhì)量有著密切的聯(lián)系。如果所用CCL不能夠滿足PCB的加工要求，在PCB加工中就會(huì)造成出現(xiàn)基板的缺陷，甚至是廢品。例如，如果CCL在尺寸穩(wěn)定性上表現(xiàn)差，在多層板制造時(shí)的層間對(duì)位方面，會(huì)受到負(fù)面的影響。還造成導(dǎo)通孔和

4、電路圖形的連接及絕緣性的表現(xiàn)不良。CCL的耐熱性低，在PCB的制造過程中的干燥、抗蝕劑涂層的加熱等時(shí)，會(huì)由此產(chǎn)生基板的翹曲、扭曲等。CCL的表面平滑性差，或是它的增強(qiáng)材料玻纖布的相互交織的纖維紗凸凹不平，都會(huì)引起PCB微細(xì)圖形的形成質(zhì)量變差。如果CCL在層壓加工時(shí)出現(xiàn)板的翹曲、扭曲較大，還會(huì)出現(xiàn)制出的微細(xì)圖形位置精度低的問題。再例如，在鉆孔加工時(shí)會(huì)產(chǎn)生切削熱。這樣鉆孔加工性略差的CCL，還會(huì)出現(xiàn)樹脂鉆污，從而影響孔加工的質(zhì)量。CCL的樹脂過于脆硬、層間粘接性差等，還由此在鉆孔加工時(shí)出現(xiàn)孔壁的不光滑，玻纖布纖維外露，它直接影響著電鍍孔加工的質(zhì)量。在進(jìn)行電鍍加工時(shí)，如果CCL樹脂中的添加成分的溶出

5、，還會(huì)造成電鍍液的污染。它也是造成電鍍液有的成分會(huì)異常析出的主要原因之一。在整個(gè)PCB的加工制造過程中，CCL要遇到酸、堿、有機(jī)溶劑等的侵蝕，CCL必須具備有高耐藥品性能和低吸濕性，否則會(huì)造成基板表面的變色、性能的下降。（二）在PCB上進(jìn)行元器件安裝方面，對(duì)CCL的特性要求為了保證元器件在PCB上的順利安裝，并獲得安裝的高質(zhì)量，就要對(duì)PCB用的CCL有多項(xiàng)性能上的要求。這些要求主要表現(xiàn)在：尺寸穩(wěn)定性（低熱膨脹系數(shù)）、焊接耐熱性、平整度、銅箔剝離強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等方面。如果CCL在尺寸穩(wěn)定性上表現(xiàn)不理想，就會(huì)在元器件搭載精度上變差。CCL的焊接耐熱性低，在波峰焊接或再流焊接的過程中，由于基板受到熱

6、沖擊而出現(xiàn)板的鼓脹、層間分層、銅箔起泡等質(zhì)量問題。同時(shí)由于會(huì)造成基板的翹曲過大，而使得元器件安裝精度的下降。還會(huì)引起焊劑部位發(fā)生蠕變，造成連接的不良o(jì)CCL在受到熱沖擊后，如果銅箔剝離強(qiáng)度的下降，還會(huì)造成銅箔與搭載的元器件一起從基板上脫落。由于有較大質(zhì)量的器件對(duì)基板的重壓，若CCL的彎曲強(qiáng)度小，還會(huì)造成基板的變形過大（俗稱“塌腰”）。近年微小尺寸的SMC片式元件的采用，還要求CCL有更高的表面平滑性。（三）在整機(jī)電子產(chǎn)品運(yùn)行方面，對(duì)CCL的特性要求在整機(jī)電子產(chǎn)品運(yùn)行方面，更加強(qiáng)調(diào)的是CCL的電氣絕緣性能、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切、板厚精度（特別是連接器部位的用板）、可靠性（即在低熱膨脹系數(shù)性、

7、耐濕熱性、耐熱性等性能上作以保證）、機(jī)械強(qiáng)度性、阻燃性、環(huán)境特性、熱傳導(dǎo)性等性為保證整機(jī)電子產(chǎn)品的正常、穩(wěn)定的運(yùn)行、使用，絕緣基板不能出現(xiàn)有離子遷移現(xiàn)象的發(fā)生。因?yàn)檫@種現(xiàn)象的發(fā)生，直接影響著整機(jī)的絕緣可靠性、耐電壓，甚至?xí)霈F(xiàn)電路導(dǎo)線間的短路。為了滿足整機(jī)電子產(chǎn)品的特性阻抗高精度控制、信號(hào)的高速傳輸，必須在CCL的介電特性上表現(xiàn)得優(yōu)秀（具有低介電常數(shù)性等）。特別是在高頻下、在高濕條件下，要求它的介電特性能夠保持穩(wěn)定。在電鍍導(dǎo)通孔質(zhì)量性的保證和提高，直接關(guān)系到整機(jī)電子產(chǎn)品的長期運(yùn)行可靠性的問題。為此，導(dǎo)通孔的制作質(zhì)量高低與CCL厚度方向（Z方向）的尺寸穩(wěn)定性密切相關(guān)。針對(duì)電路圖形的制作質(zhì)量高低，

8、還與CCL面方向（X、丫方向）的尺寸穩(wěn)定性相關(guān)聯(lián)。由此也看出，隨著整機(jī)電子產(chǎn)品小型輕量化的發(fā)展，使得印制電路板向著高密度布線、微細(xì)線路、微小孔徑的方向邁進(jìn)。這促使PCB對(duì)CCL在尺寸穩(wěn)定上有越來越高要求。以上三方面對(duì)CCL的性能要求，各有所側(cè)重的性能項(xiàng)目。在印制電路板加工方面，主要注重基板材料的尺寸穩(wěn)定性、孔加工性、電鍍性、翹曲及扭曲性、耐化學(xué)藥品性等性能。近年還出現(xiàn)了UV遮蔽性、CO2激光鉆孔性等。在元器件安裝方面，主要注重線熱膨脹系數(shù)、耐熱沖擊性、銅箔剝離強(qiáng)度、平整度等性能。在整機(jī)產(chǎn)品運(yùn)行方面，更加其強(qiáng)調(diào)的是電氣絕緣可靠性、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切、耐濕熱性、阻燃性、環(huán)境特性等性能。二、各

9、類覆銅板的性能特點(diǎn)各類基板材料都有著各自的特性。下面，對(duì)它們作此方面的橫向?qū)Ρ?。（一）酚醛紙基板酚醛紙基板，是以酚醛樹脂為粘合劑，以木漿纖維紙為增強(qiáng)材料的絕緣層壓材料。酚醛紙基覆銅板，一般可進(jìn)行沖孔加工，具有成本低、價(jià)格便宜，相對(duì)密度小的優(yōu)點(diǎn)。但它的工作溫度較低、耐濕性和耐熱性與環(huán)氧玻纖布基板相比略低。紙基板以單面覆銅板為主。但近年來，也出現(xiàn)了用于銀漿貫通孔的雙面覆銅板產(chǎn)品。它在耐銀離子遷移方面，比一般酚醛紙基覆銅板有所提高酚醛紙基覆銅板最常用的產(chǎn)品型號(hào)為FR-1（阻燃型）和XPC（非阻燃型）兩種。（二）環(huán)氧紙基板環(huán)氧紙基板，是以環(huán)氧樹脂作粘合劑的紙基覆銅板。它在電氣性能和機(jī)械性能上略比FR-

10、1有所改善。它的主要產(chǎn)品型號(hào)為FR-3，市場多在歐洲。（三）環(huán)氧玻纖布基板環(huán)氧玻纖布基板，是以環(huán)氧樹脂作粘合劑，以電子級(jí)玻璃纖維布作增強(qiáng)材料的一類基板。它的粘結(jié)片和內(nèi)芯薄型覆銅板，是制作多層印制電路板的重要基材。環(huán)氧玻纖布基板的機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性、抗沖擊性、耐濕性能比紙基板高。它的電氣性能優(yōu)良，工作溫度較高，本身性能受環(huán)境影響小。在加工工藝上，要比其他樹脂的玻纖布基板具有很大的優(yōu)越性。這類產(chǎn)品主要用于雙面PCB，用量很大。環(huán)氧玻纖布基板，應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品型號(hào)為FR-4，近年來由于電子產(chǎn)品安裝技術(shù)和PCB技術(shù)發(fā)展需要，又出現(xiàn)高Tg的FR-4產(chǎn)品。（四）復(fù)合基板復(fù)合基板，它主要是指CEM-1和C

11、EM-3復(fù)合基覆銅板。以木漿纖維紙或棉漿纖維紙作芯材增強(qiáng)材料，以玻璃纖維布作表層增強(qiáng)材料，兩者都浸以阻燃環(huán)氧樹脂制成的覆銅板，稱為CEM-I。以玻璃纖維紙作為芯材增強(qiáng)材料，以玻璃纖維布作表層增強(qiáng)材料，都浸以阻燃環(huán)氧樹脂制成的覆銅板，稱為CEM-3。這兩類覆銅板是目前最常見的復(fù)合基覆銅板。復(fù)合基覆銅板在機(jī)械性能和制造成本上介于環(huán)氧玻纖布基和紙基覆銅板之間。它可以沖孔加工，也適于機(jī)械鉆孔。國外有些廠家制造出的CEM-3板在耐漏電痕跡性、板厚尺寸精度、尺寸穩(wěn)定性等方面已高于一般FR-4的性能水平。用CEM-1、CEM-3去代替FR-4基板，制作雙面PCB，目前已在世界上得到十分廣泛的采用。（五）特殊

12、性樹脂玻纖布基板特殊性樹脂玻纖布基板，在以追求高電性能、高耐熱性為主目的之下，產(chǎn)生出眾多特殊性樹脂玻纖布基板。常見的有聚酰亞胺樹脂（PI）、聚四氟乙烯樹脂（PTFE）、氰酸酯樹脂（CE）、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂（BT）、熱固性聚苯醚類樹脂（PPE或PPO）等。它們多在性能上表現(xiàn)出高耐熱性（高Tg）、低吸水性、低介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切。但一般都存在著制造成本高、剛性略大、PCB加工工藝性比FR-4基材差的問題。（六）撓性覆銅板撓性覆銅板（FCCL）是撓性印制電路板（FPC）、剛-撓性PCB、帶狀封裝基板的重要基材。它制造出的PCB突出特點(diǎn)，是具有薄、輕、結(jié)構(gòu)靈活的鮮明特點(diǎn)。除可靜態(tài)的彎曲外，還可

13、作動(dòng)態(tài)的彎曲、卷曲和折疊等OFCCL從品種上也分為有膠粘劑的三層撓性覆銅板（3L-FCCL）和無膠粘劑的二層撓性覆銅板（2LFCCL）。2LFCCL與3L-FCCL相比，具有耐溫性能更好、尺寸穩(wěn)定性更好、粘結(jié)強(qiáng)度更高、更加薄型化、耐折性更好等性能特點(diǎn)。（七）金屬基覆銅板金屬-絕緣樹脂基覆銅板最常見的品種是高熱導(dǎo)性鋁基覆銅板。金屬基覆銅板是金屬基散熱基板（高散熱性PCB）的重要基板材料。所制出的金屬基散熱基板以其優(yōu)異的散熱性能、機(jī)械加工性能、電磁屏蔽性能、尺寸穩(wěn)定性能、磁力性能及多功能性能，在混合集成電路、汽車、摩托車、辦公自剪化、大功率電器設(shè)備、電源設(shè)備、大電流設(shè)備等領(lǐng)域，得到了越來越多的應(yīng)用

14、，特別是在LED封裝產(chǎn)品中作為底基板得到廣泛的應(yīng)用。三、各類剛性覆銅板的主要用途各類覆銅板及多層板基板材料的主要用途見表1-4-2所示。表1-4-2各類剛性覆銅板及多層板基板材料的主要用途PCB類別覆銅板及多層板制出PCB的用途實(shí)例覆銅箔形式覆銅板及多層板基材的類別UL/ANSI/NEMA的型號(hào)10層以上多層板大型計(jì)算機(jī)、高速演算用計(jì)算機(jī)、軍工用電子產(chǎn)品、宇航用電子產(chǎn)品，測(cè)試儀器、電子交換器大型通信設(shè)備高傳輸速度、高高Tg、低er環(huán)氧、玻纖布基芯板、半固化片F(xiàn)R-4各類特殊樹脂基材Tg、低Er的咼多層板用基材積層法多層板用基材68層多層板中型計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體試驗(yàn)裝置、EWS、電子交換機(jī)、自動(dòng)化控

15、制產(chǎn)品、筆記本電腦、PDA、移動(dòng)電話、大型計(jì)算機(jī)CPU、存儲(chǔ)器裝一般用或高Tg的環(huán)氧玻纖布基芯板FR-4般用或高Tg的環(huán)氧、玻纖布基半固化片F(xiàn)R-4高頻電路用各類高性能特殊樹脂、玻纖布基芯板半固化片積層法多層板用基材或樹脂（RCC等）置、高速測(cè)量儀器、封裝基板、軍工及宇航電子產(chǎn)品34層多層板計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、計(jì)算機(jī)外圍電子產(chǎn)品、IC卡、通信產(chǎn)品、ATM交換機(jī)、FA產(chǎn)品、封裝基板（PGA）、AV產(chǎn)品、半導(dǎo)體測(cè)試裝置、移動(dòng)電話基地站設(shè)備般用環(huán)氧、玻纖布基芯板FR-4般用環(huán)氧、玻纖布半固化片F(xiàn)R-4高頻電路用各類高性能特殊樹脂、玻纖布基芯板、半固化片雙面PCB（2層衛(wèi)星通信產(chǎn)品、移動(dòng)體通信產(chǎn)品、衛(wèi)星放

16、送產(chǎn)品、GPS、軍工及宇航用電子產(chǎn)品雙面覆銅箔高頻電路用基板材料低er環(huán)氧玻纖布基覆銅板聚酰亞胺、玻纖布基覆銅板FR-4GPY低er、高Tg特殊性樹脂（PPE、PPO、CE、BT、PTFE等）、玻纖布基覆銅板計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、試驗(yàn)裝置、AV機(jī)、自動(dòng)化辦公設(shè)備、電源裝置、傳感器、高級(jí)家用電器、游戲機(jī)雙面覆銅箔表面安裝用基材高Tg環(huán)氧、玻纖布基覆銅板各類高性能特殊樹脂、玻纖布基覆銅板FR-4銀漿貫孔用基材復(fù)合基覆銅板酚醛紙基覆銅板CEM-3FR-1多功能電話、汽車用電子產(chǎn)品、檢測(cè)儀器攝錄一體VTR、計(jì)算機(jī)周邊電子產(chǎn)品VCD機(jī)、自動(dòng)化儀器儀表、CTV雙面覆銅箔般金屬化通孔用環(huán)氧/玻纖布基覆銅板般跨線通孔用酚醛紙基覆鋼板（阻燃）般跨線通孔用酚醛紙基覆銅板（非阻燃）FR-4FR-1XPC單面PCB（1層）調(diào)諧器、電源開關(guān)、超聲波設(shè)備計(jì)