1、 PCB基材特性簡(jiǎn)介SHENZHEN HUAFENG EEDM CO.,LTD.深圳市華豐電器器件制造有限公司深圳市華豐電器器件制造有限公司 常見(jiàn)的基材性能介紹表常見(jiàn)的基材性能介紹表PCB基材特性簡(jiǎn)介 PCB制作設(shè)計(jì)需關(guān)注的基材特性：制作設(shè)計(jì)需關(guān)注的基材特性：PCB基材特性簡(jiǎn)介 Tg （ Glass Transition Temperature） 玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度 Td （Thermal Decomposition Temperature ） 熱分解溫度 CTE （Coefficient of Thermal Expansion） 熱膨脹系數(shù) CTI （Comparative Tracking

2、Index） 相比漏電起痕指數(shù) CAF 離子遷移 Permittivity /（DK） 介電常數(shù) Loss Tangent /（DF） 介質(zhì)損耗角正切 Tg 玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度PCB基材特性簡(jiǎn)介基板類(lèi)型基板類(lèi)型Tg( )耐熱性耐熱性PI/玻纖布220-260 好 差BT/玻纖布220-225PPE/玻纖布180-240耐熱環(huán)氧/玻纖布170環(huán)氧/玻纖布130-140PTFE/玻纖布25 玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度指基材樹(shù)脂因環(huán)境溫度的升高而發(fā)生力學(xué)狀態(tài)變化，在被加熱的情況下，由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)（橡膠態(tài)）所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)變溫度。 層數(shù)多、厚度厚和面積尺寸大的高性能板件比起常規(guī)PCB應(yīng)具有更好的耐熱性或

3、更高的Tg溫度： 提高其在高溫焊接時(shí)的耐熱性能（即提高基材的高溫軟化溫度或粘彈性溫度） 保證高性能板在焊接時(shí)具有較小或極小的形變，使SMD等引腳與板面焊盤(pán)之間 形成最小的剪切應(yīng)力和拉應(yīng)力、提高焊接點(diǎn)質(zhì)量（或均勻一致性） 提高這些高性能多層板的組裝可靠性和使用壽命 Td 熱分解溫度熱分解溫度 PCB基材特性簡(jiǎn)介基板材料類(lèi)型基板材料類(lèi)型熱分解溫度（熱分解溫度（C）備注備注環(huán)氧樹(shù)脂/ 玻纖布基（FR-4）310172聚酰亞胺樹(shù)脂/ 玻纖布基380改性聚酰亞胺樹(shù)脂/ 玻纖布基330聚四氟乙烯樹(shù)脂/ 玻纖布基500聚苯醚樹(shù)脂（PPE）/ 玻纖布基400低Er型聚苯醚樹(shù)脂（PPE）/ 玻纖布基370高Er

4、型 熱分解溫度指由于熱作用而產(chǎn)生的熱分解反應(yīng)的溫度。 無(wú)鉛化實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用證明，一味采用高Tg和低CTE基材，但如果熱分解溫度Td低（如320C）的話(huà)，不但制作成本增加了，而且耐熱性能也是不能提高和改善的。 可選擇下面兩種方式組合的基材以獲取更好的耐熱性、可靠性： 低Tg和高Td樹(shù)脂組成的基材（LGHD） 高Tg和高Td樹(shù)脂組成的基材（HGHD） CTE 熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)PCB基材特性簡(jiǎn)介名稱(chēng)名稱(chēng)CTE值（值（ppm/ )樹(shù)脂（ Tg）40-100樹(shù)脂（ Tg）超過(guò)200玻纖布5-7樹(shù)脂/玻纖布13-17元器件5-7PTH銅層17 熱膨脹系數(shù)是指基板材料在受熱后，其單位溫度上升之間引起的基板材

5、料尺寸的線性變化。 一般是高Tg樹(shù)脂的基板材料也具有低的熱膨脹系數(shù)。 對(duì)焊接可靠性的影響：減小在焊接點(diǎn)處形成一個(gè)剪切內(nèi)應(yīng)力 對(duì)層間對(duì)位度的影響：提高層間對(duì)準(zhǔn)度 對(duì)導(dǎo)通孔可靠性的影響：避免引起孔壁斷裂 CAF 離子遷移離子遷移PCB基材特性簡(jiǎn)介 導(dǎo)電性陽(yáng)極絲CAF的形成是指在電場(chǎng)作用下，跨越非金屬基材（介質(zhì)）而遷移的導(dǎo)電性金屬鹽類(lèi)的電化學(xué)遷移行為。 CAF的產(chǎn)生是在有金屬鹽類(lèi)和潮濕并存條件下于電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)而沿著玻璃纖維與樹(shù)脂界面上遷移而發(fā)生的。 最根本的措施是通過(guò)下面的措施改善玻璃纖維與樹(shù)脂界面之間緊密牢固的結(jié)合： 采用新型玻纖布或散開(kāi)（開(kāi)纖布/扁平紗）玻纖布 提高樹(shù)脂對(duì)玻纖布的潤(rùn)濕性 減少樹(shù)脂中離

6、子含量以及板材的吸水率 改進(jìn)鉆孔的孔壁粗糙度、去鉆污質(zhì)量 控制板面的離子污染 PCB基材特性簡(jiǎn)介 Permittivity 介電常數(shù)介電常數(shù)DkVcKV 低介電常數(shù)的基板材料低介電常數(shù)的基板材料 PCB導(dǎo)線的信號(hào)傳輸速度： （Vc光速，Dk相對(duì)介電常數(shù)，K常數(shù)） 在高頻（指信號(hào)傳輸頻率大于300MHz的范圍）電路上應(yīng)用的PCB，采用越低的介電常數(shù)Er，就可以得到越高的信號(hào)傳輸速度或越小的延遲時(shí)間。 高介電常數(shù)的基板材料高介電常數(shù)的基板材料 微帶天線的共振動(dòng)頻率f： （Vc光速，Dk介電常數(shù)，l接地層的邊長(zhǎng)） 在某些特性應(yīng)用條件下，如高頻微波電子電路的元件和平面（埋入）電容技術(shù)等應(yīng)用領(lǐng)域，要求采

7、用高的介電常數(shù)的介質(zhì)層。 介電常數(shù)Er越大，則元器件（如微帶天線的邊長(zhǎng)）就越小，滿(mǎn)足便攜和小型化的要求。DklVcf2PCB基材特性簡(jiǎn)介 導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù) 導(dǎo)熱系數(shù)又稱(chēng)為熱傳導(dǎo)系數(shù)、熱傳導(dǎo)率、熱導(dǎo)率。它表示物質(zhì)熱傳導(dǎo)性能的物理量。是當(dāng)?shù)葴孛娲怪本嚯x為1米，其溫度差為1C時(shí)，由于熱傳導(dǎo)而在1小時(shí)內(nèi)穿過(guò)1平方米面積的熱量（千卡）。 幾種材料的導(dǎo)熱系數(shù)： 材料品種材料品種導(dǎo)熱系數(shù)（導(dǎo)熱系數(shù)（W/mK）1氧化鋁陶瓷（部分IC封裝基板采用）182金屬鋁2363金屬銅4034立方體型氮化硼（填充材料）13005三氧化二鋁（填充材料）25-406E型玻璃布纖維1.07雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂一般固化物0.1338FR

8、-4環(huán)氧-玻璃纖維布基覆銅板0.51883年英國(guó)制定鉛中毒的預(yù)防法規(guī)年英國(guó)制定鉛中毒的預(yù)防法規(guī)1960年代飲用水管道的焊接中禁止使用含鉛焊料年代飲用水管道的焊接中禁止使用含鉛焊料1970年代顏料、涂料中禁止使用含鉛物質(zhì)年代顏料、涂料中禁止使用含鉛物質(zhì)1980年代全球推廣使用無(wú)鉛汽油年代全球推廣使用無(wú)鉛汽油2003年歐盟發(fā)布年歐盟發(fā)布RoHS/WEEE指令指令2003年中國(guó)擬定年中國(guó)擬定電子信息產(chǎn)品生產(chǎn)污染防治管理辦法電子信息產(chǎn)品生產(chǎn)污染防治管理辦法。 全球范圍內(nèi)的禁鉛法令逐漸形成！全球范圍內(nèi)的禁鉛法令逐漸形成！ 無(wú)鉛裝配PCB板材的選用無(wú)鉛裝配的背景鉛的管制無(wú)鉛裝配的背景鉛的管制：Pb1000

9、ppmCd100ppmHg100ppmCr6 100ppmPBB100ppmPBDE100ppm RoHS限制使用以上限制使用以上6種物質(zhì)；實(shí)際上，各國(guó)限制使用種物質(zhì)；實(shí)際上，各國(guó)限制使用的物質(zhì)多達(dá)的物質(zhì)多達(dá)20種以上，但對(duì)電子制造業(yè)界影響最大的種以上，但對(duì)電子制造業(yè)界影響最大的是鉛的使用。是鉛的使用。 無(wú)鉛裝配PCB板材的選用RoHS要求：要求： IPC-4101B： 無(wú)鉛裝配PCB板材的選用IPC-4101B：PCB板材的無(wú)鉛標(biāo)準(zhǔn)。板材的無(wú)鉛標(biāo)準(zhǔn)。 IPC-4101B 特殊材料性能表：特殊材料性能表：IPC-4101B：PCB板材的無(wú)鉛標(biāo)準(zhǔn)。板材的無(wú)鉛標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)根據(jù)IPC-4101B無(wú)鉛

10、標(biāo)準(zhǔn)，各種優(yōu)選板料對(duì)應(yīng)：無(wú)鉛標(biāo)準(zhǔn)，各種優(yōu)選板料對(duì)應(yīng)： 無(wú)鉛裝配PCB板材的選用IPC無(wú)鉛標(biāo)準(zhǔn)無(wú)鉛標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)商供應(yīng)商型號(hào)型號(hào)IPC-4101/101宏仁宏仁GA-150/GA-150BGA-HF14 /GA-HFB-14松下松下R-1566/R-1551IPC-4101/121生益生益S1141KF/S0401KF S1155/S0155（HF）IPC-4101/99生益生益S1000/S1000B S1000-2/S1000-2B宏仁宏仁GA-150LL超聲超聲GW1500 根據(jù)根據(jù)IPC-4101B無(wú)鉛標(biāo)準(zhǔn)，各種優(yōu)選板料對(duì)應(yīng)：無(wú)鉛標(biāo)準(zhǔn)，各種優(yōu)選板料對(duì)應(yīng)： 無(wú)鉛裝配PCB板材的選用IPC無(wú)鉛標(biāo)準(zhǔn)無(wú)鉛標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)商供應(yīng)商型號(hào)型號(hào)IPC-4101/124生益生益S1170/S0701 S1165/S0165（HF）IPC-4101/126宏仁宏仁GA-HFR/GA-HFT