TG对板材影响
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特殊性覆铜板划分方式及其特征来源:PCB资源网作者:PCBer 发布时间:2007-09-15 发表评论按覆铜板的某个特殊性能去划分不同等级的覆铜板,主要表现在一些比较高档次的板材上。
下面仅举几种这样的分类品种。
(1)按Tg的高低对覆铜板进行分类玻璃化温度(Tg)是描述绝缘材料达到某一温度后,非晶态聚合物由玻璃脆性状态转变为黏流态或高弹性态的温度。
一般绝缘材料处于Tg以上时,许多性能会发生急剧的变化。
因此,Tg越高,这种绝缘材料原有的各种性能的稳定性就越好。
另一方面,具有高Tg的材料一般比低Tg的材料具有更好的尺寸稳定性和机械强度保持率,加之该优良性能可在更大的温度范围内保持,这对制造高密度、高精度、高可靠性的印制电路板是很重要的。
Tg是衡量、表征一些玻纤布基覆铜板的耐热性的重要项目。
但对纸基覆铜板(如X PC、FR-1等)、复合基覆铜板(如CEM-1、CEM-3)来讲,用Tg衡量它们的耐热性并不适用。
在IPC-4101标准中,对玻纤布基各类覆铜板规定了最低Tg指标值或是Tg的标准范围。
这实际上是用R划分出各类型覆铜板的耐热等级。
例如,对玻纤布-环氧树脂基覆铜板(FR-4)的耐热性,是以所要求达到的Tg的范围不同划分为三个品种,见表。
从PCB设计和制造选择不同等级的耐热性基板材料的实际出发,目前世界上(特别是欧美)通常将刚性玻纤布基覆铜板按照Tg划分为四个档次。
这种档次的划分及所包括的主要采用的不同树脂类型的覆铜板,举例见表2-3。
按照Tg划分刚性玻纤布基覆铜板的四个档次品种对高耐热性覆铜板的Tg值的要求,目前没有特别明确的划定。
一般习惯上将上表的第三、第四档次的Tg要求的基板(Tg大于170℃)称为高耐热性覆铜板。
(2)按Dk的高低对板进行分类表征基板材料介电性能的主要性能项目,主要是介电常数(用"ε"或“Dk”)和介质损耗因子(用"tanδ"或"Df")。
PCB电路板板材介绍1.FR4板材FR4是一种玻璃纤维增强热固性树脂材料,是最常用的PCB板材之一、它具有良好的电绝缘性能、机械强度高、耐热性好等特点。
FR4板材常用于一般电路板生产,如通用消费电子产品、工业自动化设备等。
FR4板材具有较好的耐高温性能,可用于高温环境下的应用。
2.高TG板材高TG板材是在常规FR4板材的基础上提高玻璃化转变温度(Tg),通常指超过170℃的板材。
高TG板材适用于对耐高温性能要求较高的应用场景,如汽车电子、航空航天等领域。
高TG板材具有较好的耐高温抗老化性能,能满足复杂环境下的工作要求。
3.高频板材高频板材是一种具有较低介电常数和介质损耗的特殊板材,适用于高频电路设计。
高频板材常用于无线通信设备、射频电路、雷达等领域。
高频板材具有较低的信号传输损耗和色散特性,能够实现高频信号的稳定传输。
4.金属基板金属基板是一种以金属作为基材的PCB板材。
常见的金属基板材料有铝基板、铜基板和钢基板等。
金属基板具有良好的散热性能、机械强度好等特点,常用于功率电子器件、LED灯等高功率应用领域。
5.聚酰亚胺板材聚酰亚胺(PI)板材是一种具有优异的高温耐性和电绝缘性能的特殊板材。
它具有较低的介质损耗和介电常数,适用于高频高速电路设计。
聚酰亚胺板材常用于航空航天、医疗器械等高要求的应用领域。
6.柔性基板柔性基板是一种用薄膜材料制成的电路板,可以实现弯曲和折叠。
柔性基板具有轻薄、小巧、可弯曲性好等特点,常用于移动设备、可穿戴设备等有特殊要求的产品中。
除了上述介绍的常见板材外,还有许多其他材料可用于制作PCB电路板,如石墨烯、新型纳米材料等,这些材料具有高导热性、高导电性等特点,有望应用于未来的电路板制造中。
总之,PCB电路板的板材选择是一个根据设计需求和应用场景来决定的过程。
不同的板材具有不同的特点和优势,设计人员需要根据具体情况进行选择,以确保电路板的性能和可靠性。
品名:玻璃化温度拼音:bolihuawendu英文名称:glass transition temperature英文缩写:T G说明:高聚物由高弹态转变为玻璃态的温度,指无定型聚合物(包括结晶型聚合物中的非结晶部分)由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度,是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度,通常用T G表示。
没有很固定的数值,往往随着测定的方法和条件而改变。
高聚物的一种重要的工艺指标。
在此温度以上,高聚物表现出弹性;在此温度以下,高聚物表现出脆性,在用作塑料、橡胶、合成纤维等时必须加以考虑。
如聚氯乙烯的玻璃化温度是80℃。
但是,他不是制品工作温度的上限。
比如,橡胶的工作温度必须在玻璃化温度以上,否则就失去高弹性。
1.基板由固态融化为橡胶态流质的临界温度,叫Tg点即熔点2.Tg点越高表明板材在压合的时候温度要求越高,压出来的板子也会比较硬和脆,一定程度上会影响后工序机械钻孔(如果有的话)的质量以及使用时电性特性。
3.Tg点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,不但产生软化、变形、熔融等现象,同时还表现在机械、电气特性的急剧下降4.一般Tg的板材为130度以上,High-Tg一般大于170度,中等Tg约大于150度;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,尤其在无铅喷锡制程中,高Tg应用比较多。
印刷電路板(PCB,或稱為PWB) 為電子產品之母,藉由PCB,將各種電子零件與以結合導通,完成系統成品組合。
PCB之發展已數十年,然近年來,在輕薄短小的趨勢下加上電子組裝導入無鉛製程生產(Lead Free Process) 後,不論迴焊(Reflow Soldering)與波焊(Wave Soldering) 組裝溫度提高,所增加的熱應力對傳統PCB潛在的影響更為嚴重,PCB所導致的產品失效(Defect) 的案例,較轉換無鉛製程前更為嚴重。
PCB板材特性参数详解PCB板材是电子产品中常用的基础材料,它是印刷电路板的主体,承载着电子元器件并传导电流。
PCB板材的特性参数对于电路的稳定性、可靠性以及电子产品的性能都有着重要的影响。
下面将对PCB板材的特性参数进行详解。
1.热膨胀系数(CTE):热膨胀系数是指材料在温度变化时的膨胀程度。
PCB板材的热膨胀系数对于组装过程中的温度变化和冷却过程中的压力有着重要的影响。
当不同材料的热膨胀系数不一致时,温度变化会导致PCB板材产生应力,从而引起可靠性问题和性能下降。
2.玻璃转化温度(Tg):玻璃转化温度是指材料由玻璃态转变为橡胶态的温度。
PCB板材在高温环境中,高Tg值能够提高材料的稳定性和耐热性。
因此,在高温应用中需要选用具备较高Tg值的PCB板材。
3. 介电常数(Dielectric Constant)和介电损耗(Dielectric Loss):介电常数是指材料对电场响应的能力,介电常数越低表示材料对电场的影响越小。
介电损耗是指材料在电场中能量的损耗程度。
PCB板材的介电常数和介电损耗对于高频电路的信号传输速度和信噪比有着重要的影响。
4.耐温性:耐温性是指PCB板材在高温环境下的稳定性和性能。
具备良好耐温性的PCB板材可以在高温环境下保持原有的电性能,避免产生失效和性能退化。
5.燃烧性:燃烧性是指PCB板材在高温条件下的燃烧特性。
PCB板材通常需要符合燃烧性要求,以确保在意外火灾等情况下,材料不会产生过多的有毒气体和烟雾,从而保障人员的安全。
6.导热性:导热性是指材料传导热量的能力。
PCB板材的导热性对于高功率电子元器件的散热非常重要。
高导热性的PCB板材可以有效地将热量从电子元器件传递到散热器上,避免元器件过热而导致性能损失和可靠性问题。
7.机械性能:PCB板材的机械性能包括抗弯曲性、抗拉伸性、抗压性等。
优秀的机械性能可以确保PCB板材在组装和使用过程中的稳定性和可靠性。
综上所述,PCB板材的特性参数对于电子产品的性能和可靠性有着重要的影响。
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板的尺寸安定性。
Tg指的是板料的玻璃化温度。
普通板料(Normal Tg)约为130~150C,高Tg板料的Tg 可达170-210C 另外
FR4覆铜板是玻璃纤维环氧树脂覆铜板的简称.FR4覆铜板分为以下几级:
第一: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,档次最高,性能最好的产品。
第二: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。
此系列覆铜板应用比较广泛,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。
第三: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。
第四:FR-4 A4级覆铜板
此级别板材属FR-4覆铜板低端材料。
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。
第五:FR-4 B级覆铜板
此等级的板材相对要差些,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。
高频高速板tg值高频高速板TG值(简称TG值)是指高频高速板材在温度升高时,保持刚性和振动能力不变的温度值。
TG值越高,高频高速板材的能够承受的温度也就越高。
高频高速板材是一种用于电子产品中的基础材料,主要用于制造射频电路板、高速传输线路板等高频高速电子设备。
这些电子设备在使用过程中,会受到高温环境的影响,因此需要使用具有较高TG值的材料来保证其性能和稳定性。
TG值是通过热分析仪测试得出的,一般以℃为单位。
热分析仪在升温过程中,通过测量材料的热变化特征来确定其TG值。
当材料温度超过其TG值时,材料开始软化,失去刚性和稳定性,导致电子设备性能下降甚至故障。
高频高速板材的TG值与其分子结构有关。
一般来说,高频高速板材的分子结构较为紧密,分子间的键结构较强,导致材料的熔点和软化温度较高。
而分子结构松散、键结构弱的材料则TG值较低。
高频高速板材的TG值对于电子设备的性能和可靠性具有重要影响。
当电子设备在高温环境中工作时,高频高速板材需要具备较高的TG值,才能保持其稳定性和可靠性。
反之,如果高频高速板材的TG值较低,容易发生变形、破裂等问题,从而影响设备的使用寿命和性能。
高频高速板材的TG值的提高通常需要进行一系列改善措施。
首先,选择合适的材料是必要的。
目前市场上有许多高频高速板材可供选择,不同材料的TG值也是不同的。
一般来说,高频高速板材的TG值在150℃以上可以满足大部分应用的要求。
其次,制造工艺也会对TG值产生一定影响。
合理的制造工艺可以提高材料的熔点和软化温度,从而提高其TG值。
此外,添加一些特定的添加剂和填料也可以提高材料的TG 值。
除了对TG值的关注,高频高速板材的其他性能指标也是重要的。
例如介电常数和损耗正切角等电性能指标,决定了材料在高频环境下的信号传输能力。
机械性能指标如拉伸强度和弯曲强度等,决定了材料的强度和耐久性。
综上所述,高频高速板材的TG值是一个重要的性能指标,它影响着电子设备的使用寿命和性能。
pet的tg温度宠物(PET)材料已经成为我们生活中不可或缺的一部分,其应用范围广泛,如饮料瓶、食品包装等。
在PET材料的生产和应用过程中,TG(玻璃化转变温度)是一个非常重要的参数。
本文将介绍PET材料的TG温度,分析影响TG温度的因素,并探讨如何选择合适的TG温度。
一、宠物(PET)材料简介PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)是一种热塑性聚合物,具有良好的耐化学腐蚀、耐磨损和抗拉伸性能。
PET材料的玻璃化转变温度(TG温度)是指材料由玻璃态转变为高弹性的橡胶态的温度。
在不同应用领域,PET材料的TG温度要求也有所不同。
二、TG温度在PET材料中的应用TG温度在PET材料中有重要应用意义。
首先,TG温度影响PET材料的加工性能。
在TG温度以下,PET材料处于玻璃态,分子链段运动受限,加工过程中容易产生断裂。
而在TG温度以上,PET材料转变为高弹性的橡胶态,分子链段运动活跃,有利于加工。
其次,TG温度还影响PET材料的物理性能。
在TG温度以下,PET材料硬脆、易破损;在TG温度以上,PET材料具有较好的弹性和抗冲击性能。
三、影响PET材料TG温度的因素PET材料的TG温度受多种因素影响,主要包括以下几点:1.分子结构:分子链的结构和排列方式对TG温度产生重要影响。
分子链中含有刚性结构时,TG温度较低;分子链中含有柔性结构时,TG温度较高。
2.分子质量:分子质量越大,PET材料的TG温度越高。
3.结晶度:结晶度对TG温度也有很大影响。
结晶度越高,TG温度越高。
4.加工方式:不同的加工方式对PET材料的TG温度有一定影响。
如采用瓶胚法生产的PET瓶,其TG温度较低。
四、如何选择合适的TG温度选择合适的TG温度有助于提高PET材料的应用性能。
以下几点可供参考:1.根据产品性能要求:根据产品的使用环境和性能要求,选择合适的TG温度。
2.加工设备性能:考虑加工设备的加热和冷却速度,选择合适的TG温度。
3.市场竞争:了解竞争对手的产品TG温度,选择具有竞争力的TG温度。
pcb板材的tg值和耐低温【PCB板材的TG值和耐低温】TG(Glass Transition Temperature)是指聚合物材料在升温过程中由玻璃态转变为橡胶态的温度。
PCB(Printed Circuit Board)板材的TG值是一个重要的指标,直接影响着其在高温环境下的性能和稳定性。
在电子产品中,由于电路板常常需要承受高温的运行环境,TG值也是PCB设计和制造过程中需要考虑的一个重要参数。
一、TG值的意义TG值是对PCB板材耐高温性能的一个评价指标。
一般来说,TG值越高,表示材料的耐高温性能越好。
在高温环境下,如果PCB板材的TG值较低,就可能会出现玻璃化转变的现象,导致板材弯曲、开裂甚至失效。
因此,TG值是评估PCB板材能否满足特定应用要求的重要指标之一。
二、影响TG值的因素1. 材料成分:PCB板材的主体是由树脂和增强材料组成的复合材料,不同的树脂成分对TG值的影响是不同的。
一般来说,含有较高玻璃化转变温度的树脂成分,如BT树脂(Bismaleimide Triazine)和高分子树脂,TG值会较高。
2. 增强材料:增强材料是增加PCB板材机械强度和导热性的重要组成部分。
典型的增强材料包括玻璃纤维和环氧树脂纸。
玻璃纤维的形状、数量和长度都会影响TG值。
较长、较细的玻璃纤维有助于提高材料的耐高温性能。
3. 加工工艺:板材的制造过程中,包括树脂固化、成型和后续处理等环节,也会对TG值产生影响。
合理的工艺参数可以提高板材的实心度,减少内部应力,从而提高TG值。
三、TG值的测试方法TG值的测试按照国际标准通常采用动态热机械分析(DMA)或热重分析(TGA)方法。
DMA测试可以准确测量材料的摩擦、热胀缩、弹性模量等性能指标,并得到TG值。
TGA测试则是通过在控制升温速率下,连续测量材料的质量变化来获得TG值。
四、PCB板材的耐低温性能除了耐高温性能,PCB板材的耐低温性能也是电子产品制造过程中需要关注的问题之一。
高频高速板TG值是指热机械性能,具体来说是热膨胀系数,它反映了材料在受热时尺寸变化的性能。
对于高频高速板来说,这种性能是非常重要的,因为它直接影响产品的稳定性和可靠性。
高频高速板的高频特性要求其结构必须具有优异的热稳定性。
如果板材的TG值过高,在高频环境中使用时,由于温度变化,板材可能会变形或产生裂纹,从而影响其性能。
要确定高频高速板的热机械性能,通常需要进行一系列的测试,包括但不限于TG测试。
这些测试将涉及加热板材,并观察其尺寸变化。
具体来说,高频高速板的TG曲线是在加热过程中记录其尺寸随时间变化的图表。
在高温下,板材会逐渐膨胀,而随着温度的进一步升高,这种膨胀可能会加速。
当达到一个特定的温度阈值时,板材可能会发生永久性变形或断裂。
这个温度就是热膨胀系数,即TG值。
通过控制TG值,可以优化高频高速板的制造工艺,从而使其在高频环境中保持稳定。
例如,可以通过控制材料成分、热处理条件和制造工艺等因素来影响TG值。
此外,还可以通过添加热稳定剂等手段来进一步提高TG值。
总的来说,高频高速板的TG值是衡量其热机械性能的关键指标。
了解和优化这一性能对于确保产品的可靠性和稳定性至关重要。
在选择和使用这种板材时,应充分考虑其热机械性能,以确保最佳的性能表现。
请注意,以上回答是基于假设的问题,实际情况可能因具体材料、制造方法和测试条件的不同而有所差异。
在进行相关评估和决策时,建议参考具体材料的数据和规格说明书,并与专业人士咨询。
玻璃化转变温度对层压板性能的影响刘涛摘要:探求层压板的玻璃化转变温度(t g)对层压板性能的影响,对研制开发层压板新产品和选择适用层压板制作印刷电路板有重要的理论意义和实际意义。
对不同t g的层压板的耐热性、抗弯强度和热膨胀性等8项性能进行了比较。
结果表明层压板的t g升高,层压板的机械和电气性能明显提高。
图6表1参2关键词:层压板;印刷电路板(材料);玻璃化转变温度中图分类号:TN41文献标识码:AEffects of glass transition temperature on properties oflaminated boardsLIU Tao(International Laminate Material Company Limited,Lin an 311300,Zhejiang,China)Abstract:It is great important in theory and practical production to research effects of glass transition temperature(t g)on laminated boards.At different t g,thermal expansion,heat resistance,flexure strength of liminated boavds were compared.The results showed that mechanical and electronic features of liminated boards were greatly improved as t g arise.Key words:laminated boards;printed circuit plates(materials);glass transition temperature为适应电子工业的发展,提高印刷电路板(PCB)基板的性能,近年研究开发了FR-4等阻燃型高性能的覆铜箔层压板。
目前在玻璃布基覆铜箔板总量中FR-4板生产量占90%以上。
电脑、通讯工具和家电产品由于向轻、薄、小、多功能和高性能方向发展,也大量地应用PCB。
层压板生产中使用的树脂在常温时是一种无定形结晶的玻璃状物质,到达一定高温它将转变成一种橡胶状的弹性体。
由“玻璃态”明显转变成“橡胶态”的温度称为玻璃化转变温度(t g)。
由于层压板玻璃化转变温度对性能有重要影响,本文将对此作一探讨。
1 层压板生产工艺和t g的测定方法层压板由树脂等粘接材料和玻璃布等增强材料构成,树脂含量一般为50%~80%。
FR-4层压板所用的树脂是含溴双酚A型的环氧树脂。
它由环氧氯丙烷和二酚基丙烷在碱性催化剂作用下缩聚而成。
配制树脂胶液需加固化剂、催化剂和溶剂。
固化剂是双氰胺;催化剂是苄基二甲基甲胺或者2-甲基咪唑;溶剂为甲基溶纤素、二甲基酰胺等中沸点或高沸点的溶剂。
一般FR-4板所用的树脂选用环氧当量为400~500 g.mol-1的溴化环氧树脂,其含溴量约为18%~20%[1]。
1.1 层压板生产工艺层压板的生产工艺流程如图1所示。
树脂的配制是在釜中进行,要严格控制各个组分投料量、溶解时间和温度,以达到合适的粘度、比重和胶液的凝胶时间。
玻璃布的上胶是在立式上胶机中进行的。
为保证上胶的质量,上胶机烘箱横向温度差应在±1℃,传送速度和张力的波动不超过3%。
在浸渍过程中要严格控制浸渍树脂的浸润性、含胶量和浸渍的均匀性。
在烘干时要控制好烘箱温度和上胶速度,为此在生产中要监控树脂含量、凝胶时间和树脂流动度等指标。
上胶布烘干后加以裁切得到半固化片。
图1 层压板的生产工艺流程Figure 1 Process flow diagram of laminated boards图2 测定一层压板t g的图谱Figure 2 The t g measurement of a certain laminated board层压板的成形压制是在半固化片的叠层上覆上铜箔,再用不锈钢板做模板,然后在热压机中经高温高压压制成型。
叠板和配板在净化室进行。
压制过程采用计算机程序控制(加温、加压和降温等)。
现在一般均采用真空压制技术。
真空压制可使树脂更紧密地填在玻璃纤维间隙中,板内的气隙和气泡基本被清除,使板的各部分树脂含量均匀,板的厚度精度提高。
同时,由于所使用的压强比非真空压制小,减小了板材的内应力,板材抗翘曲性较好。
1.2 层压板t g的测定方法t g的测定通常采用热膨胀法。
它是以专用热分析仪,通过温度等速上升(例如10℃.min-1),测出材料热膨胀情况急剧变化时的温度,以确定t g。
图2为一测定层压板t g的图谱,由2段不同斜率的直线(对应于不同热膨胀系数)的延长线交点确定t g为138 ℃。
2 t g对层压板性能的影响在层压板的环氧树脂配方中加入部分可以提高高分子交联密度的树脂或者采用交联密度高的树脂,可以提高树脂的耐热等级,使层压板t g 得以提高。
目前世界上通常将玻璃布覆铜箔层压板按t g分为4档:第一档的t g为125~130℃,其树脂为环氧-双氰胺树脂,一般的FR-4层压板属于此类;第二档的t g为135~140℃,在树脂中加入部分多官能团或酚醛环氧树脂;第三档的t g为170℃左右,除加入多官能团或酚醛环氧树脂,也可使用PPO等改性环氧树脂。
第二、第三档的FR-4板称改性FR-4板;第四档的t g为220℃以上,它用聚酰亚胺树脂(PI),基层压板称PI 板。
近年来,国外使用第一档的层压板逐渐减少,而以第二档层压板代之,美、日和西欧各国正越来越多采用第三、第四档层压板[2]。
经过我们生产试验,并参考有关文献资料,发现层压板的t g对性能的影响是多方面的。
2.1 耐热性由于印刷电路板上有可能安装高温电子元器件(如变压器、功率管等),除了采取散热措施外,板材的耐热性也应予考虑。
同时,在印刷电路板加工和组装时也会遇到热冲击产生的高温(如高速钻孔、波峰焊、表面贴装等)。
所以层压板的耐热性是一个重要参数。
层压板的耐热性好坏对它在高温下的物理性能影响很大。
耐热性差的层压板其树脂在温度不太高时会产生软化或熔融,同时机械和电气特性急剧下降。
表1为3种不同t g值FR-4板试样一些主要性能的测试结果。
由表1可知第二档FR-4板比一般FR-4板耐热性好,而第三档FR-4板的耐热性更佳。
耐热性的好坏可以t g来表征和测定。
t g越高,层压板的耐热性越好,最高连续工作温度也越高。
表1 3种不同t g的FR-4板试样一些主要性能的测试结果Table 1 Principal properties of FR-4 sample boord at 3 kinds oft g2.2 抗湿性由表1可知t g高,层压板的抗湿性也好。
由于环境的相对湿度对层压板的表面电阻率有影响,如层压板吸湿性好(抗湿性差)其表面电阻率明显降低,会影响印制电路的电气性能。
一般FR-4板在环境湿度增加20%,其表面电阻率大约降低9/10,而t g高的层压板抗湿性好,这种影响会明显降低。
2.3 热态抗弯强度图3为层压板弯曲强度随温度的变化曲线。
由曲线可知,层压板的t g高,其热态抗弯强度高,改性FR-4板和PI板弯曲强度较一般FR-4板高,而且在温度高时,FR-4板(包括改性板)弯曲强度降幅较大,PI板降幅较小。
弯曲强度高,其抗弯曲、翘曲和扭曲性能都较好,在加工时其机械加工性能(如钻孔等)较好,组装时的变形小(特别在有重负荷或承受强力情况下)。
图3 层压板弯曲强度曲线Figure 3 Flexure strength curves of laminatel boards图4 层压板Z轴热胀率的变化曲线Figure 4 Thernal expansion rate curves of laminated boards at Zaxis2.4 Z轴的热膨胀性由于层压板内玻璃纤维的牵制作用,使得在平面内的热膨胀系数较小,而垂直于平面的Z轴(厚度方向)比平面内X轴和Y轴的热膨胀系数大得多,因此设法减少Z轴方向热膨胀系数较为重要。
图4为层压板Z 轴热膨胀率变化曲线。
显然在140~200℃间改性FR-4板、PI板热膨胀度尚在1%以内,而一般FR-4板的热膨胀率甚至高达2%以上。
可见,层压板的t g越高,在热态时Z轴的热膨胀系数较小。
一般FR-4板在温度低于t g时热膨胀系数为80 μm.m-1.℃-1,而铜的热膨胀系数仅为17.2 μm.m-1.℃-1,由于两者差异较大,在层压板加工、使用时易造成变形、分层等不良现象。
以焊接而言,当温度从室温(25 ℃)上升至215 ℃(焊接温度)时,金属化孔在Z轴方向将被拉长76 μm(以板厚2.5 mm计)。
假如孔壁铜层的延展性太小,其铜层有可能被拉断。
如选用t g高的PI 板,在温度低于t g(200 ℃甚至更高)时,热膨胀系数为40~50 μm.m-1.℃-1,与铜的热膨胀系数较为相近,上述不良现象可以避免或减少。
2.5 铜箔抗剥强度试验表明层压板铜箔抗剥强度随温度而变化。
FR-4板的t g低,热态下铜箔抗剥强度降幅较大。
这是由于在高温下铜箔与基板的粘接力明显下降。
PI板耐热性高,在热态下抗剥强度较高,能经受焊接等热冲击而不致使铜箔剥落和分层。
2.6 通孔故障率印刷电路板都要按照设计的图形在一些地方钻孔,孔壁经过工艺处理后在电镀时形成铜层,称金属化孔。
如金属化孔的孔体损坏会使印制电路某些部分导通中断,造成故障。
改性FR-4板和PI板热膨胀系数小,板材和金属铜的热膨胀系数较为匹配,其通孔可靠性比一般FR-4高。
图5是层压板通孔故障率的温度曲线。
其试样是8层板,试验条件为125 ℃,300 min 室温,5 min -65 ℃,300 min为一周期。
在多周期试验中测出金属化孔故障而得出上述曲线。
曲线表明:一般FR-4在120周期内故障率为0,120周期以上故障急剧增加;改性FR-4在300周期内故障接近0,300周期以上才明显增加;t g更高的PI板在多周期情况都为0,金属化孔的可靠性最佳。
因此t g高的层压板(特别是多层板)通孔故障率较小。
图5 层压板通孔故障率曲线Figure 5 Breakdown rate curves of metallized holl图6 表面硬度曲线Figure 6 surface hardness cunes of laminated boards2.7 表面硬度图6为层压板表面硬度曲线。
由曲线可知:一般FR-4板表面硬度受温度变化影响较大,温度较高时表面硬度下降较为明显:而PI板表面硬度较高,且受温度影响很小。