印制电路板基板材料概述及分类

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PCB基板,也称为PCB覆铜板。作为重要的电子部件,它是电子元器件的支撑体,并为元器件的电气连接和绝缘提供可能。

关于PCB基板材料,我国相关的国家标准有GB/T4721-4722-1992及GB4723-4725-1992,中国台湾地区的覆铜箔板标准为CNS标准。不同国家都制定有自己的标准,如日本的JIS标准,美国的ASTM、NEMA、MIL、IPC、ANSI、UL标准,英国的BS标准,德国的DIN、VDE标准,法国的NFC、UTE标准,加拿大的CSA标准,澳大利亚的AS标准,而国际上有IEC标准等。

根据软硬进行分类,PCB分为刚性电路板和柔性电路板(或挠性电路板)。一般把图1所示的PCB称为刚性PCB(rigid PCB)﹐图2中的称为柔性PCB(flexible PCB)。两者最显著的区别是柔性PCB是可以弯曲的。刚性PCB的常见厚度有0.2mm,0.4mm,0.6mm,0.8mm,1.0mm,1.2mm,1.6mm,2.0mm等。柔性PCB的常见厚度为0.2mm。

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图1 .刚性板 图2.柔性板

柔性PCB(FPC)的材料常见的包括﹕聚酯薄膜(PET),聚酰亚胺薄膜(PI),氟化乙丙烯薄膜(FEP)。

刚性PCB可分类如下表1所示。

印制电路板基板材料概述及分类

如表1所示,纸基板按照PCB板所采用的不同的树脂胶黏剂可分为酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂等类型。其中酚醛纸基板(俗称有纸板、胶板、V0板、阻燃板、红字覆铜板、94V0、电视板、彩电板等等)使用最广泛,有多个名牌如建滔(KB字符),长春(L字符),斗山(DS字符),长兴(EC字符),日立(H字符)等等。它以酚醛树脂为粘合剂﹐以木浆纤维纸为增强材料的绝缘层压材料。酚醛纸基覆铜板﹐一般可进行冲孔加工、具有成本低、价格便宜、相对密度小的优点。但它的工作温度较低﹑耐湿度和耐热性与环氧玻纤布基板相比略低。纸基板以单面覆铜板为主,但近年来﹐也出现了用于银浆贯通孔的双面覆铜板产品,国际大厂也有生产双面覆铜板,如斗山(DS字符)。酚醛纸基覆铜板最常用的产品型号为FR-1(阻燃型)和XPC(非阻燃型)两种。单面覆铜板可以轻易从板材后面字符的颜色判断,一般红字为FR-1(阻燃型),蓝字为XPC(非阻燃型)。该类型板材相对其他类型板材是最便宜的。

此外,常用的PCB基板还有玻璃布基板中的环氧玻纤布基板(俗称:环氧板,玻纤板,纤维板,FR4,绝缘板,,环氧树脂板,溴化环氧树脂板,玻璃纤维板,FR-4补强板,FR-4环氧树脂板,阻燃绝缘板,环氧板,FR4玻纤板,环氧玻璃布板),它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﹐同样比起酚醛纸基板价格贵一倍左右,常用厚度为1.5mm。国内龙头生产企业为上市公司生益科技。

另一种常用PCB基板为复合基板(俗称:粉板等),它主要是指CEM-1 和CEM-3 复合基覆铜板。以木浆纤维纸或棉浆纤维纸作芯材增强材料,以玻璃纤维布作表层增强材料,两者都浸以阻燃环氧树脂制成的覆铜板,称为CEM-1。而以玻璃纤维纸作为芯材增强材料﹐以玻璃纤维布作表层增强材料﹐都浸以阻燃环氧树脂制成的覆铜板,被称为CEM-3。这两类覆铜板是目前最常见的复合基覆铜板。由于材料结构上的缘故,CEM-1、CEM-3和另一种22F材料制成的PCB板均被称为半玻纤板。该类型板材比FR4类型板材(玻纤板)便宜。国外有厂家制造出的CEM-3板在耐漏电痕迹性、板厚尺寸精度﹑尺寸稳定性等方面已高于一般FR-4 的性能水平。用CEM-1﹑CEM-3 去代替FR-4 基板,制作双面PCB,目前已在世界上得到广泛应用。

此外,不同PCB基板材料的阻燃特性也各不相同。按照UL标准规定的板材燃烧性的等级划分,可将基板材料划分为四类,即UL-94 V0级、V1级、V2级和HB级。按照UL标准检测,达到阻燃HB级的覆铜板被称为非阻燃类板(俗称HB板),它不防火,无法做成电源板;达到UL标准中的阻燃特性最佳等级为UL-94 V0级的覆铜板,称为阻燃类板/防火板(俗称V0板),价格上防火板比HB板高,FR-1和FR-2材料的纸基板为V0板。玻纤板和半玻纤板也为V0防火板。

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