IPC 4101 讲义
- 格式：docx
- 大小：43.43 KB
- 文档页数：11
IPC 4101近年，IPC 标准以发展速度快，相关标准配套完善而得到业界认可、广泛使用。
IPC-4101是包含66个PCB 基材及相应粘结片材料详细规范的总规范。
以下就IPC-4101标准的发展过程、其包含的PCB基材详细规范、对覆铜板和粘结片的性能要求、相关材料测试方法标准及IPC-4101的进展分别作以介绍。
一、IPC-4101标准的发展过程美国印制电路协会（IPC）于1976年首次颁布IPC-L-108《多层印制板用覆金属基材规范》和IPC-L-109《多层印制板用粘结片规范》。
1977年颁布IPC-L-115《印制板用刚性覆金属基材规范》，1981年颁布IPC-L-112《印制板用覆金属复合基材规范》。
1997年12月IPC颁布IPC-4101《刚性及多层印制板用基材规范》，从此以上四项标准宣布作废。
IPC-4101从1997年颁布至今，经历2001、2006及2009年三次修订，分别用IPC-4101A、IPC-4101B，IPC-4101C 替代了IPC-4101、IPC-4101A 、IPC-4101B。
二、IPC-4101C中包含的PCB基材详细规范IPC-4101C包含的覆铜板及粘结片详细规范编号、产品名称及对应的ANSI型号见表2-3-1。
表2-3-1 IPC-4101C中PCB基材详细规范三、IPC-4101对覆铜板的性能要求IPC-4101对覆铜板的性能要求可概括为以下几个方面：1 外观要求IPC-4101对覆铜板的外观要求包括对金属箔面、层压板面及次表面（也称为粘结面）的要求。
（1）．金属箔面的外观要求该要求主要指对金属箔面皱折、划痕及凹痕等缺陷的要求。
对整张板或剪切板不允许箔面有皱折；对金属箔面的划痕规定是：金属箔面的任何部位不允许有深度大于铜箔标称厚度20%的划痕；对划痕深度为金属箔标称厚度5%～20%的划痕，每300mm×300mm的面积上不允许多于5条，且可接受的划痕长度不超过100mm；对划痕深度小于金属箔标称厚度5%的划痕可以忽略不计。
对金属箔面的凹痕用每300×300mm 面积内反映凹痕尺寸和数量的点值来衡量。
层压板的表面质量按金属箔面凹痕点值不同分为A、B、C、D和X五个等级。
从A～D等级水平依次提高，X级表示由供需双方协商。
除非另有规定，一般应达到A级水平。
（2）．层压板面和次表面的外观要求该要求包括对层压板面缺胶、焦斑和次表面上的树脂胶点、气泡、外来杂质、夹杂物和显布纹等缺陷的要求。
2 尺寸要求覆铜板的尺寸要求包括长度、宽度、厚度、垂直度、弓曲和扭曲要求。
（1）．长度和宽度及偏差整张覆铜板的长度和宽度分别应在0.45m～3.6m和0.45m～1.5m范围内。
剪切板和整张板的尺寸偏差见表2-3-2。
表2-3-2 覆铜板的长度和宽度及偏差单位mm（2）．弓曲和扭曲覆铜板的弓曲和扭曲要求见表2-3-3。
剪切300 mm×300mm的板作为试样进行测试。
以弓曲和扭曲的百分率表示。
弓曲和扭曲要求不适用于两面覆不同厚度金属箔，两面铜箔厚度之差大于0.065 mm的覆铜板。
表2-3-3 覆铜板的弓曲和扭曲（3）．厚度及公差覆铜板的厚度偏差分为两种，一种厚度公差包括金属箔的厚度，另一种不包括铜箔绝厚度。
覆铜板（包括铜箔）厚度公差分三个等级（K、L和M），从K级至M级厚度偏差渐严。
覆铜板（不包括铜箔）厚度偏差分四个等级（A、B、C、D），从A级至D级厚度偏差渐严。
D级为用显微剖切法测得覆铜板上下金属箔之间的绝缘基板的最小距离。
覆铜板（包括和不包括铜箔）厚度偏差见表2-3-4。
表2-3-4 覆铜板厚度偏差单位mm3 性能要求IPC-4101中常用覆铜板的主要性能要求见表2-2-4。
四、IPC-4101对粘结片的性能要求粘结片的性能要求包括对粘结片材料的外观要求、尺寸要求及性能要求。
分别叙述如下。
1外观要求粘结片的外观要求包括对粘结片材料浸胶缺陷（总厚度增加、未浸胶区域最大尺寸、针孔、折痕、条纹等）、夹杂物的要求及对粘结片材料的纬斜、折痕的尺寸要求。
具体要求如下：①由增强材料缺陷造成的粘结片总厚度增加不应超过99%；②粘结片上未浸胶的区域的最大尺寸不应超过2.3mm；③针孔区域最大尺寸不应超过0.65mm；④增强材料的纬斜，每300mm不应超过25mm；⑤暴露的增强材料折痕长度不超过15mm；⑥不允许有银色条纹和未润湿纤维；⑦不允许有棕色条纹（胶粘剂印记）。
2尺寸要求（1）粘结片的长度和宽度粘结片的尺寸要求包括长度、宽度和垂直度的要求。
对片状和卷状供货的粘结片材料的长度和宽度要求均由采购文件规定。
（2）粘结片长度和宽度允许偏差等级片状粘结片材料的长度和宽度允许偏差分为A级和B级两个等级。
对于长宽尺寸＜300mm、300～600mm、＞600mm尺寸范围的粘结片，其A级公差分别为1.6mm、3.2mm和6.4mm。
B级公差分别为0.8mm、1.6mm和3.2mm。
对于卷状粘结片材料的长度偏差应在规定值的±1%范围内，宽度允许偏差为+6.40mm。
（3）垂直度对片状粘结片材料要求其相邻两边,每25mm边长垂直偏差不应超过0.13mm。
3 性能要求粘结片的主要性能要求包括：挥发物含量、贮存条件及贮存期限、阻燃性、树脂含量、树脂流动度、凝胶化时间。
（1）挥发物含量不同类型粘结片，其挥发物含量不同，IPC-4101中粘结片的挥发物含量见表2-3-5。
表2-3-5 粘结片的挥发物含量（2）粘结片的贮存条件及贮存期粘结片的贮存条件有两种：贮存条件1：温度＜5℃的环境中。
贮存条件2：温度为＜23℃，相对湿度为＜50%的环境中。
在上述两种贮存条件下，粘结片的贮存期分别为180天和90天。
（3）阻燃性粘结片材料的阻燃性是将粘结片按制造厂推荐的条件压制成0.5mm厚度的层压板作为试样,燃烧性要求与层压板相同，要求一组中6个试样平均燃烧时间不超过5s,单个试样的燃烧时间不超过10s。
（4）树脂含量树脂流动度胶化时间树脂含量树脂流动度胶化时间为粘结片材料的工艺控制指标，由供需双方协商。
五、IPC-4101中PCB基材及相关材料性能测试方法标准IPC-4101中PCB基材及相关材料性能检测均采用IPC-TM-650《试验方法手册》中相应的方法。
IPC-TM-650《试验方法手册》是一个包括PCB及其相关材料的综合测试方法标准。
该标准将手册中所有的测试方法分成以下6类。
第1类为外观检验，属于第1类的检验方法，在2.1.1～2.1.X 范围顺序编号；第2类为尺寸检验，属于尺寸检验方法在2.2.1～2.2.X. 范围顺序编号；第3类为化学性能检验，属于化学性能检验方法，在2.3.1～2.3.X范围顺序编号；第4类为物理性能检验。
属于物理性能检验方法，在2.4.1～2.4.X 范围顺序编号；第5类为电性能检验。
属于电性能检验方法，在2.5.1～2.5.X 范围顺序编号；第6类为环境性能检验。
属于环境性能检验方法，在2.6.1～2.6.X范围顺序编号。
以下列出IPC-TM-650中覆铜板、粘结片及其相关材料的标准测试方法名称及测试方法编号。
（一）覆铜板的测试方法IPC-TM-650试验方法手册中包含33项覆铜板试验方法。
测试方法标准及编号见表2-3-6。
表2-3-6 IPC-TM-650中有关覆铜板的测试方法2．粘结片材料的测试方法IPC-TM-650试验方法手册中共包含11个粘结片材料的测试方法。
见表2-3-7。
表2-3-7 IPC-TM-650中有关粘结片的测试方法3．印制板用铜箔、玻纤布的测试方法IPC-TM-650试验方法手册中包含PCB相关基材如玻纤布、铜箔、涂树脂箔的测试方法见表2-3-8。
表2-3-8 IPC-TM-650中PCB相关材料测试方法六、IPC-4101的进展前已提到IPC标准以发展速度快、相关标准及测试方法配套完善而得到业界认可和广泛使用。
现将近年IPC-4101的发展概述如下：（1）PCB基材标准及其详细规范在快速发展和完善随着电子技术的发展,对PCB基材不断提出新要求,促进了PCB基材标准的不断完善和快速发展。
IPC-4101从1997年发布至2009十二年中进行了三次修订（IPC-4101A-2000、IPC-4101B-2006、IPC-4101C -2009）。
IPC-4101涉及32种PCB基材，IPC-4101A涉及42种，IPC-4101B涉及55种，IPC-4101C涉及66种。
IPC-4101B、IPC-4101C新增PCB基材及详细规范分别见表2-3-9、表2-3-10。
表2-3-9 IPC-4101B新增详细规范表2-3-10 IPC-4101C新增详细规范表2-3-9可见，IPC-4101B版增加十二个PCB基材详细规范，包括适应无铅焊接兼无卤基材（IPC-4101/99,101,121,124,126,129），无卤基材（IPC-4101/05,14,58）,改性环氧玻纤布基材（IPC-4101/32）、导热复合介质膜基材（IPC-4101/31,33）。
表2-3-10可见，IPC-4101C新增十一个PCB基材详细规范。
包括六种适应无铅焊接兼无卤环氧玻纤布基材（IPC-4101C/125,122,127,128,130,131）、适应无铅焊接CEM-3(IPC-4101C/16）、无卤CEM-1（IPC-4101C/15）、两种适用无铅焊接改性PPE基材（IPC-4101C/102，103）及氰酸酯石英纤维布基材（IPC-4101C/61）。
（2）IPC-4101涉及的相关材料标准在快速发展随着PCB基材的快速发展，促进其相关材料标准快速发展。
IPC-4101涉及相关材料标准的发展见表2-3-11。
表2-3-11 IPC-4101C涉及的相关标准的发展（3）适应电子技术的发展，新型、功能化、高性能PCB基材标准快速发展a. 适应无铅焊接PCB基材标准快速发展。
1997至2009十二年中，IPC-4101增加适应无铅焊接PCB基材标准十五个（IPC-4101/16,99,101,102,103,121,122, 124,125，126,127,128,129,130,131）。
其中包括低Z轴CTE改性环氧玻纤布基材（IPC-4101/99，124,125,126,128,129,130,131）、低Z轴CTE双官能环氧玻纤布基材（IPC-4101/101，121,122,127）、低Z轴CTE、低Dk/Df聚苯醚玻纤布基材（IPC-4101/102,103）以及无铅CEM-3（IPC-4101/16）。
b．新型、多功能化、高性能基材标准快速发展。
其中，包括高Tg(170℃～220℃)改性环氧玻纤布基材（IPC-4101/28）、高Tg（170℃～220℃），耐离子迁移（CAF）氰酸酯改性环氧玻纤布基材（IPC-4101/29）、高Tg（≥220℃），低Dk/Df氰酸酯石英纤维布基材（IPC-4101/61）、低Z轴CTE，低Dk/Df聚苯醚玻纤布基材（IPC-4101/102，103）。
