PCB板材基本知识
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PCB板材基本知识
引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/impossible1224/article/details/142773316
PCB(印制电路板)是电子产品的基础组件,其板材质量直接影响到电路的性能和可靠性。本文将详细介绍PCB板材的相关知识,包括基本术语、加工过程、分类以及关键指标,帮助读者全面了解这一重要材料。
术语
名称 | 定义 | 插图 |
|---|---|---|
A-Stage | 溴化丙二酚+环氧氯丙烷 液体环氧树脂称为A- Stage的树脂,又称为凡立水(Varnish) | |
B-Stage | 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,称为B-stage | |
C-Stage | 压板过程中,B-阶树脂经过高温熔化成为液体,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,成为固体的树脂叫做C-Stage树脂 | |
CCL,Copper Clad Laminate覆铜箔板 | ||
copper foil铜箔 | ||
Copper Clad Laminates,CCL覆铜箔层压板 | CCL是PCB制造的上游核心材料,是将电子玻纤布或其它增强材料浸以树脂,一面或双面覆以铜箔并经热压而制成的一种板状材料,担负着(PCB)导电、绝缘、支撑三大功能。覆铜板占整个PCB生产成本的20%~40%,在所有PCB的物料成本中占比最高,与PCB具有较强的相互依存关系。熔融玻璃浆→玻璃丝→玻璃纱→玻璃布(Glass Fiber)+环氧树脂(Epoxy)→基材+铜箔→铜箔基板(Copper Clad Laminates) | |
core | ||
CTE,Coefficient of Thermal Expansion热膨胀系数 | ||
CTI,Comparative Tracking Index相对漏电起痕指数 | 材料表面能经受住50滴电解液(0.1%氯化铵溶液)而没有形成漏电痕迹的最高电压值,单位为V。 | |
cured固化 | ||
Df、Dissipation Factor损耗因子 | 介电常数 Dk是一个复数,实部εr ′表征材料和外加电场作用时储能的大小,虚部εr ′′表征耗能大小。用矢量图来描绘介电常数时,介电常数的实部和虚部之比称为介质的损耗角正切或者损耗 因子(也称 D、Df),给出了能量损耗部分与能量存储部分的比值,测量 MUT 固有的电磁能量耗散,其 倒数称为品质因子 Q。 | |
Dk、Dielectric Constant、介电常数 | ||
epoxy resin环氧树脂 | ||
Flammability可燃性 | ||
FR4,Flame-Retardant 4阻燃等级4 | ||
FR4.0 | brominated FR4(溴化 FR4) | |
FR4.1 | 由UL 746E规定non-halogen FR4(无卤素 FR4) | |
glass fiber玻璃纤维布 | ||
laminate积层 | ||
M6,MEGTRON 6 | ||
Metal Surface Roughness金属表面粗糙度 | 金属表面是否粗糙,在高于1GHz的高速讯号中所产生的损耗愈显严重,由于金属表面粗糙的问题,在PCIe Gen4 或 PCIe Gen5 所产生的损耗约占3~4成。 | |
Peel Strength剥离强度 | ||
polyimide film聚酰亚胺薄膜 | ||
PP,prepreg半固化片、预浸料 | 纤维布浸上树脂造出半固化片 | |
resin树脂 | ||
resin content树酯含量 | 树酯含量越高,Dk越小,Df则不变 | |
Td、Thermal Decomposition Temp热熔解温度 | ||
Tg、Glass Transition Temp玻璃态转化温度 | 对过孔的影响最大,玻璃态转化温度是聚合物的特性,是指树脂从硬(玻璃态)到软(橡胶态)的形态变化的温度。在业界,通常把135℃左右Tg的FR-4归为低Tg板材;把150℃左右Tg的FR-4为中Tg板材;把170℃左右Tg的FR-4归为高Tg板材。如果PCB加工时压合次数多、或PCB层数多(超过14层)、或焊接温度高(≥230℃)、或工作温度高(超过100℃)、或焊接热应力大(如波峰焊接),应选择高Tg板材。 | |
Water Absorption吸水率 |
CCL加工过程
PCB板材分类
厂商 | 型号 | 说明 |
|---|---|---|
FR4.0 | 广东生益SYTECH | Laminate S1141Prepreg S0401 不适用于有CAF要求的应用 不适用于2oz以上厚铜、HDI及12层以上的高多层板 Dk=4.4@1GHz,Df=0.013@1GHz |
FR4.1 | 广东生益SYTECH | Laminate S1150GPrepreg S1150GB Dk=4.5@1GHz,Df=0.011@1GHz |
深圳建滔积层板KB | ||
台湾联茂ITEQ | ||
台湾南亚塑胶 | NP-155F | |
台湾台耀 | ||
韩国斗山DOOSHAN | Laminate DS-7402Prepreg | |
M6 | 日本松下Megtron6 | Laminate R-5775Prepreg R-5670 |
板材指标
铜箔粗糙度
铜箔粗糙度(铜牙)使线路的宽度、线间距不均匀,从而导致阻抗不可控,同时由于趋肤效应,电流集中在导体的表层,铜箔的表面粗糙度影响信号传输质量。
如下图所示,在5GHz以下铜箔粗糙度的影响不是太明显,大于5GHz铜箔粗糙度的影响开始越来越大,在大于10Ghz的高速信号的设计时尤其需要重视。
铜箔粗糙度对高速信号的衰减
玻璃纤维
由于玻璃纤维与环氧树脂的比例是导致 Ɛr 差异的主要因素,因此请选择编织更紧密、环氧树脂更少且在更长布线长度上具有更高 Ɛr 均匀性的 PCB 样式。将设计方案投入生产之前,请指定最适应高速信号的 PCB 样式。
参考资料
- 《Laminate & Prepreg Manufacturing》,Isola
- 《Making Sense of Laminate Dielectric Properties》,Isola
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