PCB CEM-3 VS FR-4

如何选择PCB板材PCB板是电子设备中非常重要的一个组成部分，选择合适的PCB板材料对于电子界来说非常重要，如何选择合适的PCB 板材也是一个值得深思熟虑的问题。

在选择PCB板材之前，首先需要了解不同材料之间的差异，以便做出明智的选择。

在选择PCB板材时，需要考虑以下因素：1.耐高温性能：在电路板上做焊接时需要进行高温处理，这就需要PCB板材具有足够的耐高温性能。

一些化学基材料，如聚酰亚胺（PI）和氰基丙烯酸酯（CEM）材料，具有出色的耐高温性能。

2.耐腐蚀性能：PCB板材在制造和使用过程中可能会受到化学物质的腐蚀，例如氨气、氢氟酸等。

这就需要选择具有耐腐蚀性能的材料，如玻璃纤维增强材料（FR4）和氰基丙烯酸酯（CEM）材料。

3.导热性能：在一些高功率电子设备中，需要通过散热器将热量传递到周围环境中。

此时需要选择具有良好导热性能的材料，如金属基板或陶瓷基板。

4.机械强度：在电子设备的制造和运输过程中可能会有不同程度的振动和冲击。

因此，需要选择具有较高机械强度的材料，如FR4和聚亚酰胺等。

5.EMI（电磁干扰）：电子设备可能会对周围环境产生EMI 干扰，如电磁辐射和电磁波。

因此，需要选择具有较好EMI屏蔽性能的材料，例如金属基板。

以上是选择PCB板材的一些关键考虑因素，但实际应用时，还需要综合考虑更多因素，如成本、可靠性和生产加工工艺。

为了更好的帮助读者选择合适的PCB板材，我们接下来将对几种常见的PCB板材进行详细介绍：1.FR-4材料FR-4是一种玻璃纤维增强材料，广泛应用于PCB板材制造中。

FR-4材料的优点是价格便宜、可靠性高、性能稳定等。

其缺点是导热性能较差，不适用于高功率电子设备。

2.铝基板铝基板是一种导热性能良好的PCB板材，适用于高功率电子设备的散热要求。

铝基板的优点是导热性能好、重量轻、成本低等。

其缺点是可靠性略低。

3.陶瓷基板陶瓷基板具有导热性能和机械强度良好、稳定性高等优点，通常用于高频率和高功率应用。

PCB打板的相关参数(转)[ 2010-8-26 8:02:00 | By: zzz1367 ] PCB打板的相关参数转载自huangyunfa最终编辑huangyunfa有时候发PCB的gerber文件给PCB供应商做手板,需要注明PCB相关的参数,一般情况下需注明:单/双/四/多面板PCB材质：FR-4、FR-5，CEM-3 、CEM-1 、94V0 、94HB 、22FPCB厚度：0.8mm,1.0mm,1.2mm,1.6mm表面自理方式：松香，镀锡，镀镍，镀银，镀金，沉金，铜箔厚度:0.5OZ ,1 OZ ， 2 OZ拼板方式:一出几PCB 阻焊颜色：黑色、绿色、白色、红色、蓝色等PCB板常用板材FR-4(双面) 、CEM-3(双面) 、CEM-1(单) 、94V0(单) 、94HB(单) 、22FPCB板基材铜箔厚度18μ (1/2OZ) 、35μ (1OZ) 、70μ(2OZ)PCB板阻抗控制能力±8%PCB加工板厚度刚性板0.4mm－4.0mm 、PCB板最小孔径激光钻孔0.1mm 、机械钻孔0.3mmPCB板内层蚀刻最小线距0.0625mm 、线宽公差±8%PCB板电镀孔最小孔0.15mm ；最大纵横比12:1PCB板微通孔最小孔0.075mm ；最大纵横比1:1PCB板外层蚀刻最小线宽/线距0.05mm ；线宽公差±0.01mmPCB板镀金最厚100uPCB板表面工艺喷锡、镀金、抗氧化(OSP)、金手指、松香、PCB板通/短路测试飞针测试，测试架测试PCB板生产周期单面5-7天双面7天-8天PCB规格及工艺表面工艺：喷锡、电镀镍/金、化学镍/金等、OSP膜等。

2、PCB层数Layer 1-20层FPCB层数:1-6层3、最大加工面积Max board sixc 单面/双面板650x450mm Single/Double-sided Pcb 多层板500x450mm Multilayer PCB4、板厚Board thickncss 0.3mm-3.2mm 最小线宽Min track width 0.10mm 最小线距Min. space 0.10mm5、最小成品孔径Min Diameter for PTH hole 0.3mm6、最小焊盘直径Min Diameter for pad or via 0.6mm7、金属化孔孔径公差PTH Hole Dia.Tolerance ≤Ф0.8±0.05mm ＞Ф0.8 ±0.10mm8、孔位差Hole Position Dcviation ±0.05mm9、绝缘电阻Insuiation resistance ＞1014Ω（常态）10、孔电阻Through Hole Resistance ≤300ｕΩ11、抗电强度Dielectric strength ≥1.6Kv/mm12、抗剥强度Peel-off strength 1.5v/mm13、阻焊剂硬度Solder mask Abrasion ＞5H14、热冲击Thermal stress 288℃ 10sec15、燃烧等级Flammability 94v-016、可焊性Solderability 235℃3s在内湿润翘曲度board Twist ＜0.01mm/mm 离子清洁度Tonic Contamination ＜1.56微克/cm217、基材铜箔厚度：1/2oz、1oz、2oz18、镀层厚度：一般为25微米，也可达到36微米19、常用基材：FR-4、FR-5、CEM-1、CEM-3、94VO、94HB20、客供资料方式：GERBER文件、POWERPCB文件、PROTEL文件、PADS2000文件、AUTOCAD文件、ORCAD文件、菲林、样板等。

常用PCB基材性能分析-FR4
FR-4的实际意义
FR-4是一种耐燃材料等级的代号，所代表的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格，它不是一种材料名称，而是一种材料等级。

因此目前一般电路板所用的FR-4等级材料就有非常多的种类，但是多数都是以所谓的四功能(Tera-Function)的环氧树脂加上填充剂(Filler)以及玻璃纤维所做出的复合材料。

FR-4的性能特点
FR-4环氧玻纤布基板，是以环氧树脂作粘合剂，以电子级玻璃纤维布作增强材料的一类基板。

它的粘结片和内芯薄型覆铜板，是制作多层印制电路板的重要基材。

环氧玻纤布基板的机械性能、尺寸稳定性、抗冲击性、耐湿性能比纸基板高。

它的电气性能优良，工作温度较高，本身性能受环境影响小。

在加工工艺上，要比其他树脂的玻纤布基板具有很大的优越性。

这类产品主要用于双面PCB ，用量很大。

环氧玻纤布基板，应用最广泛的产品型号为FR-4 ，近年来由于电子产品安装技术和PCB 技术发展需要，又出现高Tg 的FR-4 产品。

的参数表
FR4
1/1
MSN：anky201@。

PCB覆铜板板材等级PCB的材料有好多种，那么，是如何分级的呢，这这篇文章就教我们如何将PCB板材分级了。

覆铜板板材等级1.FR-4 A1级覆铜板此级主要应用于军工、通讯、电脑、数字电路、工业仪器仪表、汽车电路等电子产品。

该系列产品之质量完全达到世界一流水平，为本公司档次最高，性能最佳的产品。

2.FR-4 A2级覆铜板此级主要用于普通电脑、仪器仪表、高级家电产品及一般的电子产品。

此系列覆铜板应用广泛，各项性能指标都能满足一般工业用电子产品的需要。

有很好的价格性能比。

能使客户有效地提高价格竞争力。

3.FR-4 A3 级覆铜板此级覆铜板是本公司专门为家电行业、电脑周边产品及普通电子产品（如玩具，计算器，游戏机等）开发生产的FR－4产品。

其特点在于性能满足要求的前提下，价格极具竞争优势。

4.FR-4 AB 级覆铜板此级别板材属本公司独有的低档产品。

但各项性能指标仍可满足普通的家电、电脑及一般的电子产品的需要，其价格最具竞争性，性能价格比也相当出色。

5.FR-4 B级覆铜板此等级的板材属本公司的次级品板材，质量稳定性较差，不适用于面积较大的线路板产品，一般适用尺寸100mmX200mm的产品。

它的价格最为低廉，但客户应注意选择使用。

6.CEM-3 系列覆铜板此类产品本公司生产的有三种基材颜色，即白色，黑色及自然色。

主要应用在电脑、LED行业、钟表、一般家电产品及普通的电子产品（如VCD，DVD，玩具，游戏机等）。

其主要特点是冲孔性能较好，适合于大批量的需要冲压工艺成形的PCB 产品。

此系列产品有A1、A2、A3三个质量等级的产品，各种不同要求的客户，可选择使用。

7.各类钟表专用黑基色覆铜板此系列产品有三个质量档次：A1、A2、A3。

有FR-4及G10两种类型的覆铜板。

其厚度、黑度、耐溶性等质量指标完全符合钟表产品的要求。

其中A1系列的此类板材质量达到世界一流水平，国外的高级石英表很多就选用此系列板材。

A3级的产品质量达到普通钟表要求的质量水平，而价格最具竞争性。

一， CEM-3覆铜板产品性能由上述可知，CEM-3具有优良的综合性能，表8-12比较了CEM-3与FR-3、CEM-1、FR-4的性能。

下面着重介绍CEM-3的尺寸稳定性、通孔可靠性和耐漏电起痕性。

（1）尺寸稳定性覆铜板的尺寸稳定性关系到印制板加工和元器件装配的精度。

一般来说，影响板材尺寸稳定性的原因主要有：树脂的固化收缩或固化不完全；在层压过程中因树脂流动、板材成型压力过高导致板材产生较大的残余应力；PCB加工及元器件装配过程中各种烘板、热冲击使板材残余应力释放等。

环氧树脂的热膨胀系数是60x60-6cm/cm.℃，而无机填料的热膨胀系数是（1~8）x10-6cm/cm.℃，因此，通过添加具有低热膨胀系数的无机填料和高耐热性的多官能环氧树脂，以及在工艺上加以改进，可以提高CEM-3的尺寸稳定性，表现在板材的尺寸变化率上，目前水平的CEM-3的尺寸变化率基本上接近普通FR-4的尺寸变化率，见图8-11。

（2）通孔可靠性从上述可知，早期CEM-3主要用于单面板，不用考虑通孔可靠性，板材热膨胀系数大也问题不大，但是自从CEM-3应用于双面印制线路板后，通孔可靠性已成为CEM-3的一项重要性能。

覆铜板的通孔可靠性好坏取决于板材的热膨胀系数、耐热性、Tg、基材与镀层的结合牢固程度等，热膨胀系数大的板材，其通孔可靠性也差，这种板材热风整平或波峰焊时剧烈膨胀收缩，容易出现通孔破裂，形成断路；采用高耐热环氧树脂制作的CEM-3，板材Tg较高，耐热性好，具有较低的热膨胀系数和较高的通孔可靠性。

板材通孔可靠性的测试方法见8-12（a）图为测试板试验图形，有关参数为：板厚1.6mm,孔数400个、孔间距2.54mm孔径1.0mm孔镀（铜）层厚度25μm;(b)图为冷热冲击试验，测试板先在260℃的油中浸10s，紧接着放进20℃的流水中浸10s，再在20℃的溶剂（三氯乙烷）中浸10s，完成一个冷热冲击循环；如此反复进行，板材快速热胀冷缩，直到孔镀层发生破裂、断路为止。

无卤复合基覆铜箔板CEM-3发展曾耀德【摘要】文章介绍了无卤复合基覆铜箔板CEM-3的发展、标准、性能特点与市场发展.【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】3页(P20-22)【关键词】无卤;复合基覆铜箔板;CEM-3【作者】曾耀德【作者单位】陕西生益科技有限公司,陕西,咸阳,721001【正文语种】中文【中图分类】TN41CEM-3（Composite Epoxy Material）是以环氧树脂玻纤布粘结片为面料、环氧树脂玻纤纸粘结片为芯料，单面或双面覆铜箔后热压而成的复合基覆铜箔板。

CEM-3的电性能、耐热性能、镀通孔可靠性等与FR-4相当，它具有优异的冲孔加工性，可以冲出整齐、复杂的外形，相对FR-4可延长钻头的使用寿命，而价格比FR-4低。

作为一种综合性能优良、价格适宜的复合基覆铜板，在以价值指数（功能/价格）最大化为目标的市场要求中，CEM-3极大地满足了电子产品的低成本、高品质和高可靠性要求。

对于单、双面刚性印制线路板，日本市场喜爱选择CEM-3材料，据统计日本双面刚性印制线路板市场中CEM-3约占70%。

国内电子产品厂商对复合基CEM-3认识不足，目前国内双面刚性印制线路板仍以FR-4为主。

随着民用电子产品提出多功能化和高可靠性、安全性要求，以及工业用电子产品提出低成本的要求，近年来国内复合基CEM-3市场需求已有较大增长。

随着电子废弃物管理法令实施，特别是绿色环保组织的积极推动，世界主要电子产品厂商已积极提出无卤化的进程，无卤CEM-3相对无卤CEM-1具有较高可靠性，相对无卤FR-4则有价格优势与机械加性优势，未来无卤CEM-3在单双面刚性板市场上将有较好的发展前景。

1 无卤CEM-3发展1995年日本东芝化学率先推出TLC-751TRG无卤型CEM-3覆铜板，1997下半年日本住友电木、日立化成、松下电工等厂家开始批量生产、销售无卤型FR-1覆铜板，1998年日本东芝化学、松下电工先后推出无卤型FR-4覆铜板，1999日本住友电木公司推出无卤型CEM-3（ELC-4970 GS）。

新型印制电路基材--CEM-3作者：佚名文章来源：网络点击数： 2706 更新时间：2005-12-24电子产品用双面及多层印制电路板，现在通常都采用FR-4基材，这是一种覆铜箔阻燃性环氧玻璃布板。

CEM-3是在FR-4基础上发展起来的一种新型印制电路用基板材料。

近年来，日本已大量采用CEM-3来替代F R-4，甚至超过了FR-4用量，双面板约55%左右均采用CEM-3。

一、CEM-3是一种复合型覆铜箔板FR-4是由铜箔与经浸渍阻燃性环氧树脂的玻璃纤维布层压而成，而CEM-3与FR-4不同的是采用了玻璃布与玻璃毡复合基材，也称复合型基材，而非单纯玻璃布。

CEM-3的生产过程与FR-4相似，玻璃毡的上胶可以采用立式上胶，也可采用卧式上胶，使用的环氧树脂系统与FR-4相同。

为提高性能可加以改性，通常需加入一定量的填料。

压制压力一般较FR-4低一半。

为适应不同的厚度要求，可采用不同标重的玻璃毡，常用的有50g、75g、105g。

二、CEM-3性能CEM-3欲替代FR-4，必须达到FR-4所具备的各种性能。

目前的CEM-3已通过改善树脂系统、玻璃毡、层压制造工艺，从而克服了早期CEM-3产品诸如冲孔金属化质量、翘曲度及尺寸稳定性差等缺陷。

CE M-3的玻璃化温度、耐浸焊性、抗剥强度、吸水率、电击穿、绝缘电阻、UL指标等均能达到FR-4标准，所不同的是CEM-3抗弯强度低于FR-4，热膨胀大于FR-4。

CEM-3金属化孔加工不成问题，钻孔加工钻头磨损率低，易于冲孔和冲压成型加工，厚度尺寸精度高，但其冲孔的金属化外观稍差。

三、CEM-3市场应用UL认为CEM-3和FR-4可以互换，所以现采用FR-4的双面板一般均可作为替换的对象。

由于CEM-3与FR-4性能相似，所以在多层板上替用也已成为可能。

因印制电路板价格竞争十分激烈，所以四层板市场也已开始考虑选用C EM-3。

但对薄板（<0.8mm）而言，则价格优势不存在。

复合基材覆铜板CEM—3
张鸿文
【期刊名称】《印制电路信息》
【年(卷),期】1994(000)002
【摘要】1.引言复合基材覆铜板C E M-3,即美国NEMA标准中定义的Composit Epoxy Material Grade-3型板材,简称CEM-3。

是几种复合基材覆铜板中用量最大的一种,日本在90年生产了5.7×10~6m~2,年增长率达35％。

这种板材是用浸渍了环氧树脂的玻纤非织布作板芯,用浸渍了环氧树脂的玻璃布作板面,表面覆上铜箔,经热压制成。

结构如图1所示,它的电性能、耐热及阻燃性能等主要性能与FR-4型板材相当。

但加工性能好,成本较低,受到用户欢迎。

【总页数】4页(P2-5)
【作者】张鸿文
【作者单位】陕西华电材料总公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN405
【相关文献】
1.《第十五届中国覆铜板技术·市场研讨会暨覆铜板产业协同创新国际论坛》报告选登：中国覆铜板产业提升协同创新的探讨 [J], 刘述峰;
2.《第十五届中国覆铜板技术·市场研讨会暨覆铜板产业协同创新国际论坛》报告选登：高频高速应用挠性印制电路基材的研究进展 [J], 茹敬宏;
3.《第十五届中国覆铜板技术·市场研讨会暨覆铜板产业协同创新国际论坛》报告
选登：高速覆铜板特性与技术开发的讨论 [J], 祝大同;
4.阻燃型覆铜板（连载一）——阻燃型酚醛纸基覆铜板与阻燃型环氧纸基覆铜板[J], 辜信实
5.CEM—1复合型覆铜板 [J], 辜信实
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PCB基板材料选型与工艺要求1. 引言PCB（Printed Circuit Board）是电子产品中的重要组成部分，用于提供电子元器件的连接和支持。

PCB基板材料的选型和工艺要求对于电子产品的性能和可靠性具有至关重要的影响。

本文将介绍常见的PCB基板材料选型和工艺要求，并讨论它们对电子产品的影响。

2. PCB基板材料选型2.1 常见的PCB基板材料•FR-4•FR-2•CEM-1•CEM-3•高频材料2.2 FR-4材料FR-4是目前应用最广泛的PCB基板材料之一。

它具有良好的绝缘性能、机械性能和热稳定性。

此外，FR-4材料还具有较高的耐湿热性能和较低的吸湿性能，适用于大多数电子产品的制造。

2.3 高频材料高频材料主要用于制造高频电路，如无线通信设备和雷达系统。

它具有较低的介电损耗和较高的信号传递速度，以满足高频电路对信号传输速度和稳定性的要求。

2.4 材料选择考虑因素在选择PCB基板材料时，需要考虑以下因素： - 工作环境（温度、湿度等） -电路复杂度和频率 - 成本和可供性3. PCB基板工艺要求3.1 常见的PCB制造工艺•印制线路板（PWB）制造工艺•孔加工工艺•过孔冶金工艺•焊接工艺•表面贴装工艺3.2 印制线路板制造工艺印制线路板制造工艺主要包括以下步骤： 1. 前期工作（电路设计、光绘制版）2. 合成基板（层压） 3. 特殊工序（开槽、抛光等） 4. 印制工序（阻焊、跳线） 5. 电测和排序3.3 孔加工工艺孔加工工艺主要包括以下步骤： 1. 钻孔：用钻头在基板上钻出需要的孔洞。

2. 清孔：除去钻孔产生的碎屑和污染物。

3. 镍金冶金：在孔壁上涂上一层镍金，以提高导电性和耐腐蚀性。

3.4 焊接工艺焊接工艺主要包括以下步骤： 1. 覆盖焊工艺：将熔化的焊锡覆盖在焊接点上，形成焊盖。

2. 浸渡焊工艺：将焊脚浸入熔化的焊锡中进行焊接。

3. 波峰焊工艺：通过一个波浪状的焊锡池，将焊接点浸泡在焊锡中进行焊接。

线路板常用板材及参数介绍(2009-05-20 15:00:29)转载PCB电路板板材介绍：按品牌质量级别从底到高划分如下：94HB－94VO－22F－CEM-1－CEM-3－FR-4详细参数及用途如下：94HB：普通纸板，不防火（最低档的材料，模冲孔，不能做电源板）94V0：阻燃纸板（模冲孔）22F：单面半玻纤板（模冲孔）CEM-1：单面玻纤板（必须要电脑钻孔，不能模冲）CEM-3：双面半玻纤板（除双面纸板外属于双面板最低端的材料，简单的双面板可以用这种料，比FR-4会便宜5~10元/平米）FR-4: 双面玻纤板阻燃特性的等级划分可以分为94VO－V-1 －V-2 －94HB 四种半固化片：1080=0.0712mm，2116=0.1143mm，7628=0.1778mmFR4 CEM-3都是表示板材的，fr4是玻璃纤维板，cem3是复合基板无卤素指的是不含有卤素（氟溴碘等元素）的基材，因为溴在燃烧时会产生有毒的气体，环保要求。

Tg是玻璃转化温度，即熔点。

电路板必须耐燃，在一定温度下不能燃烧，只能软化。

这时的温度点就叫做玻璃态转化温度(Tg点)，这个值关系到PCB板的尺寸耐久性。

什么是高Tg PCB线路板及使用高Tg PCB的优点高Tg印制电路板当温度升高到某一阀值时基板就会由"玻璃态”转变为“橡胶态”，此时的温度称为该板的玻璃化温度(Tg)。

也就是说，Tg是基材保持刚性的最高温度(℃)。

也就是说普通PCB基板材料在高温下，不断产生软化、变形、熔融等现象，同时还表现在机械、电气特性的急剧下降，这样子就影响到产品的使用寿命了，一般Tg的板材为130℃以上，高Tg一般大于170℃，中等Tg约大于150℃；通常Tg≥170℃的PCB印制板，称作高Tg印制板；基板的Tg提高了，印制板的耐热性、耐潮湿性、耐化学性、耐稳定性等特征都会提高和改善。

TG 值越高，板材的耐温度性能越好，尤其在无铅制程中，高Tg应用比较多；高Tg 指的是高耐热性。

由介电层(树脂 Resin ,玻璃纤维 Glass fiber ),及高纯度的导体 (铜箔 Copper foil )二者所构成的复合材料( Composite material),其所牵涉的理论及实务不输于电路板本身的制作. 以下即针对这二个主要组成做深入浅出的探讨.3.1介电层3.1.1树脂 Resin3.1.1.1前言目前已使用于线路板之树脂类别很多,如酚醛树脂( Phonetic )、环氧树脂( Epoxy )、聚亚醯胺树脂( Polyamide )、聚四氟乙烯(Polytetrafluorethylene,简称PTFE或称TEFLON),B一三氮树脂(Bismaleimide Triazine 简称BT )等皆为热固型的树脂(Thermosetted Plastic Resin).3.1.1.2 酚醛树脂 Phenolic Resin是人类最早开发成功而又商业化的聚合物.是由液态的酚(phenol)及液态的甲醛( formaldehyde 俗称formalin )两种便宜的化学品, 在酸性或碱性的催化条件下发生立体架桥( Crosslinkage )的连续反应而硬化成为固态的合成材料.其反应化学式见图3.1 1910 年有一家叫 Bakelite 公司加入帆布纤维而做成一种坚硬强固,绝缘性又好的材料称为 Bakelite,俗名为电木板或尿素板. 美国电子制造业协会(NEMA-Nationl Electrical Manufacturers Association) 将不同的组合冠以不同的编号代字而为业者所广用, 现将酚醛树脂之各产品代字列表,如表 NEMA 对于酚醛树脂板的分类及代码表中纸质基板代字的第一个 "X" 是表示机械性用途,第二个 "X" 是表示可用电性用途. 第三个 "X" 是表示可用有无线电波及高湿度的场所. "P" 表示需要加热才能冲板子( Punchable ),否则材料会破裂, "C" 表示可以冷冲加工( cold punchable ),"FR" 表示树脂中加有不易着火的物质使基板有难燃(Flame Retardent) 或抗燃(Flame resistance) 性.纸质板中最畅销的是XXXPC及FR-2．前者在温度25 ℃以上,厚度在.062in以下就可以冲制成型很方便,后者的组合与前完全相同,只是在树脂中加有三氧化二锑增加其难燃性.以下介绍几个较常使用纸质基板及其特殊用途:A 常使用纸质基板a. XPC Grade:通常应用在低电压、低电流不会引起火源的消费性电子产品, 如玩具、手提收音机、电话机、计算器、遥控器及钟表等等.UL94对XPC Grade 要求只须达到HB 难燃等级即可.b. FR-1 Grade:电气性、难燃性优于XPC Grade,广泛使用于电流及电压比XPC Grade 稍高的电器用品,如彩色电视机、监视器、VTR、家庭音响、洗衣机及吸尘器等等.UL94要求FR-1难燃性有V-0、V-1与V-2不同等级,不过由于三种等级板材价位差异不大,而且考虑安全起见,目前电器界几乎全采用V-0级板材.c. FR-2 Grade:在与FR-1比较下,除电气性能要求稍高外,其它物性并没有特别之处,近年来在纸质基板业者努力研究改进FR-1技术,FR-1与FR-2的性质界线已渐模糊,FR-2等级板材在不久将来可能会在偏高价格因素下被FR-1 所取代.B. 其它特殊用途:a. 铜镀通孔用纸质基板主要目的是计划取代部份物性要求并不高的FR-4板材,以便降低PCB的成本.b. 银贯孔用纸质基板时下最流行取代部份物性要求并不很高的FR-4作通孔板材,就是银贯孔用纸质基板印刷电路板两面线路的导通,可直接借由印刷方式将银胶(Silver Paste) 涂布于孔壁上,经由高温硬化,即成为导通体,不像一般FR-4板材的铜镀通孔,需经由活化、化学铜、电镀铜、锡铅等繁杂手续.b-1 基板材质1) 尺寸安定性:除要留意X、Y轴(纤维方向与横方向)外,更要注意Z轴(板材厚度方向),因热胀冷缩及加热减量因素容易造成银胶导体的断裂.2) 电气与吸水性: 许多绝缘体在吸湿状态下,降低了绝缘性,以致提供金属在电位差趋动力下发生移行的现象,FR-4在尺寸安性、电气性与吸水性方面都比FR-1及XPC 佳,所以生产银贯孔印刷电路板时,要选用特制FR-1及XPC的纸质基板 .板材.b.-2 导体材质 1) 导体材质银及碳墨贯孔印刷电路的导电方式是利用银及石墨微粒镶嵌在聚合体内, 藉由微粒的接触来导电,而铜镀通孔印刷电路板,则是借由铜本身是连贯的结晶体而产生非常顺畅的导电性.2) 延展性:铜镀通孔上的铜是一种连续性的结晶体,有非常良好的延展性,不会像银、碳墨胶在热胀冷缩时,容易发生界面的分离而降低导电度. 3) 移行性: 银、铜都是金属材质,容易发性氧化、还原作用造成锈化及移行现象,因电位差的不同,银比铜在电位差趋动力下容易发生银迁移(Silver Migration).c. 碳墨贯孔(Carbon Through Hole)用纸质基板.碳墨胶油墨中的石墨不具有像银的移行特性,石墨所担当的角色仅仅是作简单的讯号传递者,所以PCB业界对积层板除了碳墨胶与基材的密着性、翘曲度外,并没有特别要求.石墨因有良好的耐磨性,所以Carbon Paste最早期是被应用来取代Key Pad及金手指上的镀金,而后延伸到扮演跳线功能.碳墨贯孔印刷电路板的负载电流通常设计的很低,所以业界大都采用XPC 等级,至于厚度方面,在考虑轻、薄、短、小与印刷贯孔性因素下,常通选用0.8、1.0或1.2mm厚板材.d. 室温冲孔用纸质基板其特征是纸质基板表面温度约40℃以下,即可作Pitch为1.78mm的IC密集孔的冲模,孔间不会发生裂痕,并且以减低冲模时纸质基板冷却所造成线路精准度的偏差,该类纸质基板非常适用于细线路及大面积的印刷电路板.e. 抗漏电压(Anti-Track)用纸质基板人类的生活越趋精致,对物品的要求且也就越讲就短小轻薄,当印刷电路板的线路设计越密集,线距也就越小,且在高功能性的要求下,电流负载变大了,那么线路间就容易因发生电弧破坏基材的绝缘性而造成漏电,纸质基板业界为解决该类问题,有供应采用特殊背胶的铜箔所制成的抗漏电压用纸质基板2.1.2 环氧树脂 Epoxy Resin 是目前印刷线路板业用途最广的底材.在液态时称为清漆或称凡立水(Varnish) 或称为 A-stage, 玻璃布在浸胶半干成胶片后再经高温软化液化而呈现黏着性而用于双面基板制作或多层板之压合用称 B-stage prepreg ,经此压合再硬化而无法回复之最终状态称为 C-stage.2.1.2.1传统环氧树脂的组成及其性质用于基板之环氧树脂之单体一向都是Bisphenol A 及Epichlorohydrin 用 dicy 做为架桥剂所形成的聚合物.为了通过燃性试验(Flammability test), 将上述仍在液态的树脂再与Tetrabromo-Bisphenol A 反应而成为最熟知FR-4 传统环氧树脂.现将产品之主要成份列于后: 单体 --Bisphenol A, Epichlorohydrin架桥剂(即硬化剂) -双氰 Dicyandiamide简称Dicy速化剂 (Accelerator)--Benzyl-Dimethylamine ( BDMA ) 及 2- Methylimidazole ( 2-MI )溶剂 --Ethylene glycol monomethy ether( EGMME ) Dimethy formamide (DMF) 及稀释剂 Acetone ,MEK.填充剂(Additive) --碳酸钙、硅化物、及氢氧化铝或化物等增加难燃效果. 填充剂可调整其Tg.A. 单体及低分子量之树脂典型的传统树脂一般称为双功能的环气树脂 ( Difunctional Epoxy Resin),见图3.2. 为了达到使用安全的目的,特于树脂的分子结构中加入溴原子,使产生部份碳溴之结合而呈现难燃的效果.也就是说当出现燃烧的条件或环境时,它要不容易被点燃,万一已点燃在燃烧环境消失后,能自己熄灭而不再继续延烧.见图 3.3.此种难燃材炓在 NEMA 规范中称为 FR-4.(不含溴的树脂在 NEMA 规范中称为 G-10) 此种含溴环氧树脂的优点上,很难通过 MILP-55110E 中 4.8.4.4 之固着强度试验. 由于玻璃束未能被树脂填满,很容易在做镀通孔时造成玻璃中渗铜 (Wicking) 的出现,影响板子的可信赖度. B. 此四氟乙烯材料分子结构,非常强劲无法用一般机械或化学法加以攻击, 做蚀回时只有用电浆法. C. Tg 很低只有 19 度 c, 故在常温时呈可挠性, 也使线路的附着力及尺寸安定性不好. 表为四种不同树脂制造的基板性质的比较. 3.1.2.5 BT/EPOXY树脂BT树脂也是一种热固型树脂,是日本三菱瓦斯化成公司(Mitsubishi Gas Chemical Co.)在1980年研制成功.是由Bismaleimide及Trigzine Resin monomer二者反应聚合而成.其反应式见图3.8.BT树脂通常和环氧树脂混合而制成基板. A. 优点a. Tg点高达180℃,耐热性非常好,BT作成之板材,铜箔的抗撕强度(peel Strength),挠性强度亦非常理想钻孔后的胶渣(Smear)甚少b. 可进行难燃处理,以达到UL94V-0的要求c. 介质常数及散逸因子小,因此对于高频及高速传输的电路板非常有利.d. 耐化性,抗溶剂性良好e. 绝缘性佳 B. 应用 a. COB设计的电路板由于wire bonding过程的高温,会使板子表面变软而致打线失败. BT/EPOXY高性能板材可克服此点. b. BGA ,PGA, MCM-Ls等半导体封装载板半导体封装测试中,有两个很重要的常见问题,一是漏电现象,或称 CAF(Conductive Anodic Filament),一是爆米花现象(受湿气及高温冲击).这两点也是BT/EPOXY板材可以避免的. 3.1.2.6 Cyanate Ester Resin 1970年开始应用于PCB基材,目前Chiba Geigy有制作此类树脂.其反应式如图3.9. A. 优点a. Tg可达250℃,使用于非常厚之多层板 b. 极低的介电常数(2.5~3.1)可应用于高速产品.B. 问题 a. 硬化后脆度高. b. 对湿度敏感,甚至可能和水起反应. 3.1.2玻璃纤维3.1.2.1前言玻璃纤维(Fiberglass)在PCB基板中的功用,是作为补强材料.基板的补强材料尚有其它种,如纸质基板的纸材, Kelvar(Polyamide聚醯胺)纤维,以及石英(Quartz)纤维.本节仅讨论最大宗的玻璃纤维. 玻璃(Glass)本身是一种混合物,其组成见表它是一些无机物经高温融熔合而成,再经抽丝冷却而成一种非结晶结构的坚硬物体.此物质的使用,已有数千年的历史.做成纤维状使用则可追溯至17世纪.真正大量做商用产品,则是由Owen-Illinois及Corning Glass Works两家公司其共同的研究努力后,组合成Owens-Corning Fiberglas Corporation于1939年正式生产制造. 3.1.2.2 玻璃纤维布玻璃纤维的制成可分两种,一种是连续式(Continuous)的纤维另一种则是不连续式(discontinuous)的纤维前者即用于织成玻璃布 (Fabric),后者则做成片状之玻璃席(Mat).FR4等基材,即是使用前者,CEM3基材,则采用后者玻璃席. A. 玻璃纤维的特性原始融熔态玻璃的组成成份不同,会影响玻璃纤维的特性,不同组成所呈现的差异,表中有详细的区别,而且各有独特及不同应用之处.按组成的不同(见表),玻璃的等级可分四种商品:A级为高碱性,C级为抗化性,E级为电子用途,S级为高强度.电路板中所用的就是E级玻璃,主要是其介电性质优于其它三种.-玻璃纤维一些共同的特性如下所述:a.高强度:和其它纺织用纤维比较,玻璃有极高强度.在某些应用上,其强度/重量比甚至超过铁丝.b.抗热与火:玻璃纤维为无机物,因此不会燃烧c.抗化性:可耐大部份的化学品,也不为霉菌,细菌的渗入及昆虫的功击.d.防潮:玻璃并不吸水,即使在很潮湿的环境,依然保持它的机械强度.e.热性质:玻纤有很低的熬线性膨胀系数,及高的热导系数,因此在高温环境下有极佳的表现.f.电性:由于玻璃纤维的不导电性,是一个很好的绝缘物质的选择. PCB基材所选择使用的E级玻璃,最主要的是其非常优秀的抗水性.因此在非常潮湿,恶劣的环境下,仍然保有非常好的电性及物性一如尺寸稳定度. -玻纤布的制作: 玻璃纤维布的制作,是一系列专业且投资全额庞大的制程本章略而不谈． 3.2 铜箔(copper foil) 早期线路的设计粗粗宽宽的,厚度要求亦不挑剔,但演变至今日线宽3,4mil,甚至更细(现国内已有工厂开发 1 mil线宽),电阻要求严苛.抗撕强度,表面Profile等也都详加规定.所以对铜箔发展的现况及驱势就必须进一步了解. 3.2.1传统铜箔 3.2.1.1辗轧法 (Rolled-or Wrought Method) 是将铜块经多次辗轧制作而成,其所辗出之宽度受到技术限制很难达到标准尺寸基板的要求 (3 呎*4呎) ,而且很容易在辗制过程中造成报废,因表面粗糙度不够,所以与树脂之结合能力比较不好,而且制造过程中所受应力需要做热处理之回火轫化(Heat treatment or Annealing),故其成本较高.A. 优点. a. 延展性Ductility高,对FPC使用于动态环境下,信赖度极佳. b. 低的表面棱线Low-profile Surface,对于一些Microwave电子应用是一利基.B. 缺点. a. 和基材的附着力不好. b. 成本较高. c. 因技术问题,宽度受限. 3.2.1.2 电镀法(Electrodeposited Method) 最常使用于基板上的铜箔就是ED铜.利用各种废弃之电线电缆熔解成硫酸铜镀液,在殊特深入地下的大型镀槽中,阴阳极距非常短,以非常高的速度冲动镀液,以 600 ASF 之高电流密度,将柱状 (Columnar) 结晶的铜层镀在表面非常光滑又经钝化的 (passivated) 不锈钢大桶状之转胴轮上(Drum),因钝化处理过的不锈钢胴轮上对铜层之附着力并不好,故镀面可自转轮上撕下,如此所镀得的连续铜层,可由转轮速度,电流密度而得不同厚度之铜箔,贴在转胴之光滑铜箔表面称为光面(Drum side ), 另一面对镀液之粗糙结晶表面称为毛面 (Matte side) .此种铜箔: A. 优点 a. 价格便宜. b. 可有各种尺寸与厚度. B. 缺点. a. 延展性差, b. 应力极高无法挠曲又很容易折断. 3.2.1.3 厚度单位一般生产铜箔业者为计算成本, 方便订价,多以每平方呎之重量做为厚度之计算单位, 如1.0 Ounce (oz)的定义是一平方呎面积单面覆盖铜箔重量1 oz (28.35g)的铜层厚度.经单位换算 35 微米 (micron)或1.35 mil. 一般厚度1 oz 及1/2 oz而超薄铜箔可达1/4 oz,或更低. 3.2.2 新式铜箔介绍及研发方向 3.2.2.1 超薄铜箔一般所说的薄铜箔是指 0.5 oz (17.5 micron ) 以下,表三种厚度则称超薄铜箔 3/8 oz 以下因本身太薄很不容易操作故需要另加载体 (Carrier) 才能做各种操作(称复合式copper foil),否则很容易造成损伤.所用之载体有两类,一类是以传统 ED 铜箔为载体,厚约2.1 mil.另一类载体是铝箔,厚度约3 mil.两者使用之前须将载体撕离. 超薄铜箔最不易克服的问题就是 " 针孔 " 或 " 疏孔 "(Porosity),因厚度太薄,电镀时无法将疏孔完全填满.补救之道是降低电流密度,让结晶变细. 细线路,尤其是5 mil以下更需要超薄铜箔,以减少蚀刻时的过蚀与侧蚀. 3.2.2.2 辗轧铜箔对薄铜箔超细线路而言,导体与绝缘基材之间的接触面非常狭小,如何能耐得住二者之间热膨胀系数的巨大差异而仍维持足够的附着力,完全依赖铜箔毛面上的粗化处理是不够的,而且高速镀铜箔的结晶结构粗糙在高温焊接时容易造成 XY 的断裂也是一项难以解决的问题.辗轧铜箔除了细晶之外还有另一项长处那就是应力很低 (Stress).ED 铜箔应力高,但后来线路板业者所镀上的一次铜或二次铜的应力就没有那么高.于是造成二者在温度变化时使细线容易断制.因此辗轧铜箔是一解决之途.若是成本的考量,Grade 2,E-Type的high-ductility或是Grade 2,E-Type HTE铜箔也是一种选择. 国际制造铜箔大厂多致力于开发ED细晶产品以解决此问题. 3.2.2.3 铜箔的表面处理 A 传统处理法 ED铜箔从Drum撕下后,会继续下面的处理步骤: a. Bonding Stage-在粗面(Matte Side)上再以高电流极短时间内快速镀上铜, 其长相如瘤,称"瘤化处理""Nodulization"目的在增加表面积,其厚度约 2000~4000A b. Thermal barrier treatments-瘤化完成后再于其上镀一层黄铜(Brass,是Gould 公司专利,称为JTC处理),或锌(Zinc是Yates公司专利,称为TW处理).也是镀镍处理其作用是做为耐热层.树脂中的Dicy于高温时会攻击铜面而生成胺类与水份,一旦生水份时,会导致附着力降底.此层的作用即是防止上述反应发生,其厚度约500~1000A c. Stabilization-耐热处理后,再进行最后的"铬化处理"(Chromation),光面与粗面同时进行做为防污防锈的作用,也称"钝化处理"(passivation)或"抗氧化处理"(antioxidant) B新式处理法 a. 两面处理(Double treatment)指光面及粗面皆做粗化处理,严格来说,此法的应用己有20年的历史,但今日为降低多层板的COST而使用者渐多．在光面也进行上述的传统处理方式,如此应用于内层基板上,可以省掉压膜前的铜面理处理以及黑/棕化步骤. 美国一家Polyclad铜箔基板公司,发展出来的一种处理方式,称为DST 铜箔,其处理方式有异曲同工之妙.该法是在光面做粗化处理,该面就压在胶片上,所做成基板的铜面为粗面,因此对后制亦有帮助. b. 硅化处理(Low profile) 传统铜箔粗面处理其Tooth Profile (棱线) 粗糙度。

有关PCB一般介绍一. 板材：目前常用的双面板有FR-4 板和CEM-3 板。

二种板材都是阻燃型。

FR-4 型板是用电子级无碱玻璃纤维布浸以阻燃型溴化环氧树脂，一面或二面覆铜箔，经热压而成的覆铜层压板。

CEM-3 型板是中间的绝缘层用浸有阻燃型溴化环氧树脂的电子级无碱玻璃无纺布，在无纺布的二侧各覆一张浸以阻燃型溴化环氧树脂电子级无碱玻璃纤维布一面或二面覆铜箔，经热压而成的覆铜层压板。

由于CEM-3 板内芯用无纺布，机械性能比FR-4 差，冲切性能好,切口毛剌小.CEM-3 板的CTI值{相比漏电起痕指数}高,可达600V。

FR-4 板约为175~200V。

玻璃化转化温度Tg ：刚性基板在常温下是刚性的{玻璃态} ，当温度升到某一个温度区域板子转成橡胶状的弹性态。

此时的温度称为该板的玻璃化温度。

这温度是与树脂品种成份有关。

说明:目前的阻燃树脂是用溴化环氧树脂,国际上认为这种含溴化合物在燃烧时放出的物质破坏臭氧层.以后不能用卤素化合物作为阻燃物.日本JPCA有一套无卤素系列的标准,但IPC没有认可,也没有得到UL的认可.欧共体认为溴对环境的影响没有彻底调查清楚,推迟到2007年底执行无卤素标准.日本松下电工等有无卤素的阻燃板,国内东莞生益也有.但价格问题,大批量生产和应用上有待考验.二．板材的尺寸及厚度公差：板材尺寸为36 ”³48 ”，40 ”³48 ”,42 ”³48 ”三种.为提高材料利用率国产板材各扩大至37”³49 ”，41 ”³49 ”,43 ”³49 ”.但这一英寸板的厚度不保证,仅可用于工艺边.进口板只有标准尺寸. 36”³48 ”，40 ”³48 ”,42 ”³48 ”.小于0.8mm的板称为多层板的内层板,其厚度不包括铜箔厚度,大于0.8mm板的厚度包括铜箔厚度.厚度公差见下表FR-4 材料造成板厚偏差的主要原因是从玻璃球拉丝到织成布及树脂含量的差异造成.CEM-3 材料最薄0 .6cm.松下电工的公差是±0.05价最贵. 三．全板厚覆铜箔板经电镀，印阻焊，印文字，表面可焊性处理后的厚度称为全板厚.全板厚公差{日本JIS-C5013标准}四. 孔径：孔的作用； 1 导通{过孔} ， 2 插元件， 3 压接元件。

pcb板材等级划分标准
pcb板材等级划分标准是根据板材的质量、性能和可靠性等因素制定的，主要是为了确保PCB的质量和使用寿命。

根据不同的应用场合和使用要求，PCB板材可分为以下几个等级：
1.一级板材：用于高性能电子产品，如计算机、通讯设备、高端消费电子等，其特点是高可靠性、高性能、高可靠性、高温性能和耐冲击性能。

2.二级板材：用于一般电子产品，如家用电器、汽车电子、医疗设备等，其特点是性能稳定、可靠性较高、价格适中。

3.三级板材：用于低端电子产品，如玩具、礼品、小型电器等，其特点是价格低廉、性能较一般，适用于低端市场。

根据不同的生产工艺和要求，PCB板材还可分为FR-4、FR-5、CEM-1、CEM-3、Rogers、Isola等多种材质，其中FR-4是目前最常用的一种。

此外，还有根据板材厚度和层数等因素进行划分的等级。

选择合适的PCB板材等级和材质，可以提高电路板的可靠性和性能，确保产品品质和安全性。

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