基板和FR4的介紹

1、基板和 FR4的介紹什么是基板什么是基板,基板就是制造PCB的基本材料，我們一般時說什么是基板的情況下， 指的基板就是覆銅箔層壓板，本文介紹什么是基板，基板的發(fā)展歷史，以及基板的 分類方法以及執(zhí)行標準。一、什么是基板現(xiàn)今，印制電路板已成為絕大多數(shù)電子產品不可缺少的主要組件。單、雙面印制 板在制造中是在基板材料-覆銅箔層壓板（Copper-（2ladI。aminates，CCI。） 上，有選擇地進行孔加工、化學鍍銅、電鍍銅、蝕刻等加工，得到所需電路圖形。 另一類多層印制板的制造，也是以內芯薄型覆銅箔板為底基，將導電圖形層與半 固化片（Pregpreg）交替地經一次性層壓黏合在一起，形成3層以上導

2、電圖形 層間互連。因此可以看出，作為印制板制造中的基板材料，無論是覆銅箔板還是 半固化片在印制板中都起著十分重要的作用。它具有導電、絕緣和支撐三個方面 的功能。印制板的性能、質量、制造中的加工性、制造成本、制造水平等，在很 大程度上取決于基板材料。二、基板的發(fā)展歷史基板材料技術與生產，已歷經半世紀的發(fā)展，全世界年產量已達2 . 9億平方 米，這一發(fā)展時刻被電子整機產品、半導體制造技術、電子安裝技術、印制電路 板技術的革新發(fā)展所驅動。自1943年用酚醛樹脂基材制作的覆銅箔板開始進入實用化以來，基板材料 的發(fā)展非常迅速。1959年，美國得克薩斯儀器公司制作出第一塊集成電路，對 印制板提出了更高的高

3、密度組裝要求，進而促進了多層板的產生。1961年，美 國HazeltineCorpotation公司開發(fā)成功用金屬化通孔工藝法的多層板技術。1977年，BT樹脂實現(xiàn)了工業(yè)化生產，給世界多層板發(fā)展又提供了一種高低Tg 的新型基板材料。1990年日本IBM公司公布了用感光樹脂作絕緣層的積層法多層板新技術，1997 年，包括積層多層板在內的高密度互連的多層板技術走向發(fā)展成熟期。與此同時， 以BGA、CSP為典型代表的塑料封裝基板有了迅猛的發(fā)展。20世紀90年代后 期，一些不含漠、銻的綠色阻燃等新型基板迅速興起，走向市場。我國基板材料業(yè)經40多年的發(fā)展，目前已形成年產值約90億元的生產規(guī)模。 2000

4、年，我國大陸覆銅板總產量已達到6400萬平方米，創(chuàng)產值55億元。其 中紙基覆銅板的產量已躋身世界第三位。但是在技術水平、產品品種、特別是新型基板的發(fā)展上，與國外先進國家還 存在相當大的差距。三、基板的分類一般印制板用基板材料可分為兩大類：剛性基板材料和柔性基板材料。一般剛性 基板材料的重要品種是覆銅板。它是用增強材料(ReinforeingMaterial)，浸以 樹脂膠黏劑，通過烘干、裁剪、疊合成坯料，然后覆上銅箔，用鋼板作為模具， 在熱壓機中經高溫高壓成形加工而制成的。一般的多層板用的半固化片，則是覆 銅板在制作過程中的半成品（多為玻璃布浸以樹脂，經干燥加工而成）。覆銅箔板的分類方法有多種

5、。一般按板的增強材料不同，可劃分為：紙基、玻璃 纖維布基、復合基（CEM系列）、積層多層板基和特殊材料基（陶瓷、金屬芯基等） 五大類。若按板所采用的樹脂膠黏劑不同進行分類，常見的紙基CCI。有：酚醛 樹脂（XPc、XxxPC、FR 一 1、FR 一 2等）、環(huán)氧樹脂（FE 一 3）、聚酯樹脂等各種 類型。常見的玻璃纖維布基CCL有環(huán)氧樹脂（FR-4、FR-5），它是目前最廣泛使 用的玻璃纖維布基類型。另外還有其他特殊性樹脂（以玻璃纖維布、聚基酰胺纖 維、無紡布等為增加材料）：雙馬來酰亞胺改性三嗪樹脂（BT）、聚酰亞胺樹脂（PI）、 二亞苯基醚樹脂（PPO）、馬來酸酐亞胺苯乙烯樹脂（MS）、聚氰

6、酸酯樹脂、聚 烯烴樹脂等。按CCL的阻燃性能分類，可分為阻燃型（UL94 VO、UL94 一 V1級）和非阻燃 型（UL94 HB級）兩類板。近一二年，隨著對環(huán)保問題更加重視，在阻燃型CCL 中又分出一種新型不含漠類物的CCL品種，可稱為“綠色型阻燃cCL”。隨著 電子產品技術的高速發(fā)展，對cCL有更高的性能要求。因此，從CCL的性能分 類又分為一般性能CCL、低介電常數(shù)CCL、高耐熱性的CCL（般板的L在150 以上）、低熱膨脹系數(shù)的CCL（一般用于封裝基板上）等類型。四、基板執(zhí)行的標準 隨著電子技術的發(fā)展和不斷進步，對印制板基板材料不斷提出新要求，從而，促 進覆銅箔板標準的不斷發(fā)展。目前，

7、基板材料的主要標準如下。1）、基板國家標準 目前，我國有關基板材料的國家標準有GB /T47214722 1992及GB4723 47251992 ,中國臺灣地區(qū)的覆銅箔板標 準為CNS標準，是以日本JIs標準為藍本制定的，于1983年發(fā)布。1）其他國家標準 主要標準有：日本的JIS標準，美國的ASTM、NEMA、MIL、 IPc、ANSI、UL標準，英國的Bs標準，德國的DIN、VDE標準，法國的NFC、 UTE標準，加拿大的CSA標準，澳大利亞的AS標準，前蘇聯(lián)的FOCT標準， 國際的IEC標準等，詳見表各國標準名稱匯總標準簡稱標準名稱制定標準的部門JIS-日本工業(yè)標準-（財）日本規(guī)格協(xié)會

8、ASTM-美國材料實驗室學會標準-AmericanSocietyf。仃estingandMaterialsNEMA-美國電氣制造協(xié)會標準-Nafiom ll ElectricalManufacturesAociation-MH-美國軍用標準-DepartmentofDefenseMilitarySpecifictionsand StandardsIPC-美國電路互連與封裝協(xié)會標準-TheInstitrueforInteroonnectingand packingEIectronicsCircuitsANSI-美國國家標準協(xié)會標準-AmericanNationalStandardInstitut

9、eFR4是一種耐燃材料等級的代號，所代表的意思是樹脂材料經過燃燒狀態(tài)必須 能夠自行熄滅的一種材料規(guī)格，它不是一種材料名稱，而是一種材料等級，因此 目前一般電路板所用的FR4等級材料就有非常多的種類，但是多數(shù)都是以所謂 的四功能(Tera-Function)的環(huán)氧樹脂加上填充劑(Filler )以及玻璃纖維所做出的 復合材料。它主是一種環(huán)氧樹脂經與玻璃纖維經高溫高壓后的一種耐火材料，也是我們目前 制作PCB的一種主要材質。耐熱能到300來度，工作頻率可以到幾個GHz，介 電常數(shù)4.3左右。玻璃纖維一些共同的特性如下所述：高強度：和其它紡織用纖維比較，玻璃有極高強度。在某些應用上， 其強度/重量比

10、甚至超過鐵絲?？篃崤c火：玻璃纖維為無機物，因此不會燃燒抗化性：可耐大部份的化學品，也不為霉菌，細菌的滲入及昆蟲的功 擊。防潮：玻璃并不吸水，即使在很潮濕的環(huán)境，依然保持它的機械強度。熱性質：玻纖有很低的熬線性膨脹系數(shù)，及高的熱導系數(shù)，因此在高 溫環(huán)境下有極佳的表現(xiàn)。電性：由于玻璃纖維的不導電性，是一個很好的絕緣物質的選擇。PCB基材所選擇使用的E級玻璃，最主要的是其非常優(yōu)秀的抗水性。因此在非常潮濕，惡劣的環(huán)境下，仍然保有非常好的電性及物性一如尺寸穩(wěn)定度。FR-4之定義出自NEMA規(guī)范:LI1-1983,指玻纖環(huán)氧樹脂的試燒樣本，其尺寸為 5 口寸長,0.5 口寸寬，厚度不拘的無銅基板，以特定的

11、本生燈，在樣本斜放45度的試 燒下將其點燃，隨即移開火源而讓已加有耐燃劑（如20%的漠）的板材自行熄滅， 并以碼表記下離火后的“延燒”的秒數(shù).經過十次試燒后其總延燒的秒數(shù)低 于50秒者稱為V-0,低于250秒者稱為V-1.凡合乎V-1的玻纖環(huán)氧樹脂板材, 皆稱為FR-4.PCB除了常用的FR-4材質外，其它還有高功能高Tg樹脂，如:BT,Polymide, CyanateEster及PTFE等但是FR-4的低價位，良好接著力，低吸濕性等優(yōu)點 是其它樹脂所比不上的，因此大部分的PCB都是使用FR-4材質制作銅箔基板（Copper-cladLaminate ）簡稱CCL ,為PC板的重要機構組件。它 是由銅箔（皮）、樹脂（肉）、補強材料（骨骼）、及其它功能補強添加物（組 織）組成。PC板種類層數(shù)應用領域紙質