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PCB Bolg

PCB Bolg - PCB電路板材料介紹

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PCB Bolg - PCB電路板材料介紹

PCB電路板材料介紹
2024-11-22
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PCB電路板材料簡介


PCB的結構主要可分為三個面向:


PCB材料


PCB疊層設計


PCB阻抗計算

PCB電路板疊層

PCB電路板疊層

PCB的材料主要由兩個部分組成:


PP半固態片


半固態片由半固態樹脂材料和玻璃纖維組成,兩者組合在一起,主要起到填充功能,是多層PCB的內層導電圖形的粘合材料以及絕緣材料。


Core芯板


Core芯板是由銅箔、固態樹脂、玻璃纖維組成,製作PCB的基礎材料,具有一定的硬度及厚度,且兩個表層都有銅箔。


在製作多層PCB電路時,需要將PP半固態片和Core芯板配合使用,通常是在兩個Core芯板之間選用PP半固態片作為填充物,在PP半固態片被擠壓後, PP半固化的環氧樹脂被擠壓開來,開始流動並凝固,將多層Core芯板黏合在一起,並形成一層可靠的絕緣體。所以,多層板其實就是Core芯板與PP半固態片壓合而成的

PCB電路板疊層

PCB電路板疊層

PCB的組成也包含以下幾個部分:


綠油:看到電路板還有一層綠色、紅色或黑色的油,其中綠色、紅色或黑色等的油作為一層為阻焊層,在焊接時將PCB的焊接部分和非焊接部分分開,這些綠油覆蓋在銅色焊盤上面,可以防止銅色焊盤氧化,但是油墨是具有一定的腐蝕性。如果使用的是黑色油墨,因為黑色油墨比綠色腐蝕性更強,使用同樣的線寬進行設計,覆蓋黑色油墨後得到的走線會更窄。


絲網印刷:而一般絲網印刷採用白色的油墨,主要功能是增加標識。


PCB材料的關鍵參數


3.1 Tg指標

Tg為玻璃轉移溫度(Glass Transition Temperature),即熔點,是樹脂由固態融化為橡膠態流質的臨界溫度。當溫度低於玻璃轉移溫度(Tg)時,樹脂則會呈現剛性,具有脆特性的玻璃態,當溫度高於玻璃轉移溫度(Tg)時,樹脂則會呈現柔軟可繞曲的橡膠態。 Tg是PCB基板的重要特徵參數之一,其中Tg分級如下:


一般Tg的板材:130℃~150℃,如KB-6164F(140℃)、S1141(140℃);

中等Tg的板材:150℃~170℃,如KB-6165F(150℃)、S1141 150(150℃);

高等Tg的板材:170℃以上,如KB-6167F(170℃)、S1170 (170℃)。


PCB基板高的Tg提高並改善了印製板的耐熱性、耐潮濕性、耐化學性、耐穩定性等特性。但也不是Tg越高越好,因為Tg越高板材壓合時溫度要求也越高,壓出來的板子也會比較硬和脆,在一定程度上會影響機械鑽孔的品質以及電氣特性,所以在設計時,需要選擇合適的Tg的PCB板材(8層板及以上建議選擇高等Tg板材)。


3.2 DK指標

DK為介電常數(dielectric constant),它是表示絕緣能力特性的一個係數,以字母ε表示。 DK值會影響線路板訊號線的特性阻抗,對於需要管控特性阻抗的板子才需要特別注意此參數。 DK值主要影響因素有樹脂、增強材料及樹脂含量。 DK值影響訊號的傳播速度,DK值越小傳播速度越快,DK值越大傳播速度越小,所以高速板一般會選擇DK值小的板材。常用基材樹脂DK參數如下表1所示:


3.3 DF指標

DF為介質損耗因子(Dissipationfactor),DF值主要影響訊號傳輸的品質。 DF值越小,訊號的傳播損耗越小;DF值越大,訊號的傳播損耗越大,所以高速、高頻、射頻板最好選擇DF值小的板材。用基材樹脂DF參數如上表1所示,其中DF的分級如下:


普通DF板材:DF≥0.02。

中DF板材:0.01

低DF板材:0.005

超低DF板材:DF<0.005。


3.4 CAF指標

CAF為導電性陽極絲(Conductive Anodic Filament),指的是PCB內部銅離子從陽極沿著玻纖絲的微裂通道,向陰極遷移過程中發生的銅與銅鹽的漏電行為。隨著電子產品薄化且小型化,PCB板的孔與孔、孔與線、線與線之間的間距越來越小,密集程度越來越高,絕緣距離越來越小,這使得CAF指標變得越來越重要了。在濕度高的應用環境時,基材的吸潮性使得纖維玻璃布與樹脂界面結合為最薄弱點,基材中可水解的遊離離子緩慢聚集,而離子在電場的作用下在電極間移動而形成導電通道,如果電極間距越小,形成通道時間越短,基材絕緣破壞越快。所以在設計高密度,孔和線間距小,特別是應用環境是高濕度,高溫度的環境時,需要特別注意CAF指標。