Материалы подложки печатной платы

Используемые для печатных плат разновидности подложек в целом делятся на две категории, а именно: органические материалы подложки и неорганические материалы подложки.Неорганические подложки представляют собой в основном керамические пластины и стальные подложки, покрытые эмалью.Органические материалы подложки представляют собой армирующие материалы, такие как стеклоткань (волоконная бумага, стеклянный фетр и т. д.), пропитанные смоляным связующим, высушенные в заготовку, а затем покрытые медной фольгой, изготовленные при высокой температуре и высоком давлении.

Этот тип подложки, известный как ламинат с медным покрытием (CCL), широко известный как ламинат с медным покрытием, является основным материалом для изготовления печатных плат. CCL имеет множество разновидностей, обычно в зависимости от армирующих материалов платы, которые можно разделить на : бумажная основа, стеклотканевая основа, композитная основа (серия CEM), ламинированная многослойная основа и специальные материалы на основе (керамика, металлосердечник) пяти категорий.Если классифицировать в соответствии с различными клеями на основе смол, используемыми в плитах, распространенными CCL на бумажной основе являются: фенольная смола (XPC, XXXPC, FR-1, FR-2 и т. д.), эпоксидная смола (FR-3), полиэфирная смола. и другие типы.Обычными CCL на основе стеклоткани являются эпоксидные смолы (FR-4, FR-5), которые в настоящее время являются наиболее широко используемым типом стеклоткани на основе.Существуют также другие специальные смолы (со стеклотканью, многоосновными амидными волокнами, неткаными материалами и т. д. в качестве дополнительных материалов): модифицированные бисмалеимидом триазиновые смолы (ВТ), полиимидные смолы (ПИ), дифениленэфирные смолы (ПФО), имид малеинового ангидрида. -стироловые смолы (МС), полицианатные смолы, полиолефиновые смолы, полиолефиновые смолы и т. д. CCL классифицируются по своим характеристикам и подразделяются на CCL общего назначения, CCL с низкой диэлектрической проницаемостью, CCL с высокой термостойкостью (обычно выше 150°C для плит). и CCL с низким коэффициентом теплового расширения (обычно используются на инкапсулированных подложках).

Если материал подложки подразделяется на жесткий и гибкий, его можно разделить на жесткий CCL и гибкий CCL.В таблице 8-4 указаны характеристики различных материалов подложки.Важными параметрами являются температура стеклования Tg и коэффициент теплового расширения КТР.В общем, Tg должна быть больше, чем рабочая температура контура и максимальная температура в производственном процессе, в то время как КТР должен быть как можно меньшим и постоянным.

Керамическая подложка Материал подложки керамической схемы на 96% состоит из оксида алюминия. В случае необходимости высокой прочности подложки можно использовать материал из чистого оксида алюминия на 99%.Однако оксид алюминия высокой чистоты трудно перерабатывать и имеет низкий выход, поэтому цена использования чистого оксида алюминия высока.Оксид бериллия также является керамическим материалом подложки, это оксид металла с хорошими электроизоляционными свойствами и отличной теплопроводностью, может использоваться в качестве подложки для схем с высокой плотностью мощности, но при обработке образующаяся пыль вредна для человека. тело.Керамические платы в основном используются для толстых, тонкопленочных гибридных интегральных схем, многочиповых микросхем, которые не могут сравниться с преимуществами печатных плат из органических материалов.Например, КТР керамической печатной платы может соответствовать КТР корпуса LCCC, поэтому сборка устройств LCCC будет иметь хорошую надежность паяного соединения.

Кроме того, керамические подложки подходят для процессов вакуумного испарения, поскольку они не выделяют большого количества адсорбированных газов, которые могут вызвать снижение вакуума даже при нагревании.Кроме того, керамическая подложка также обладает высокой термостойкостью, хорошей отделкой поверхности, высокой химической стабильностью, представляет собой тонкую, толстопленочную гибридную схему и предпочтительную подложку для многочиповой микросборки.Однако его сложно превратить в большую и плоскую подложку, и его нельзя превратить в многоблочную комбинацию структуры штамповой пластины, чтобы адаптироваться к потребностям автоматизированного производства.Кроме того, керамический материал из-за его высокой диэлектрической проницаемости не подходит для высокоскоростных печатных плат, а цена обычной печатной платы не может себе позволить.

Печатная плата из эпоксидного стекловолокна Эта печатная плата состоит из эпоксидной смолы и стекловолокна, которая сочетает в себе прочность стекловолокна и преимущества ударной вязкости эпоксидной смолы, поэтому она обладает хорошей прочностью и пластичностью.С его помощью можно производить односторонние печатные платы, а также двусторонние и многослойные печатные платы.монтажная плата из эпоксидного стекловолокна в производстве, первое проникновение эпоксидной смолы в ткань из стекловолокна из ламината.

В то же время добавляются другие химические вещества, такие как отвердители, стабилизаторы, противовоспалительные вещества, клеи и так далее.В ламинат с одной или обеих сторон приклеена медная фольга, изготовленная из эпоксидного стекловолоконного ламината с медным покрытием, являющегося сырьем для печатных плат.В настоящее время широко используются следующие виды ламината:

1. Ламинаты G-10 и G-11 представляют собой эпоксидные ламинаты из стекловолокна, не содержат антипиренов, их можно сверлить на сверлильном станке, но нельзя пробивать перфораторами.Характеристики G-10 очень похожи на ламинаты FR-4, тогда как G-11 может выдерживать более высокие рабочие температуры.2. Ламинат серии FR. Все они содержат антипирены, поэтому называются «FR».'.

（1） Ламинат ФР-1.Базовый лист фенольной бумаги, эта подложка широко известна как бакелит.

(2) Ламинат FR-2.Он похож на XXXPC и представляет собой ламинат из фенольной смолы на бумажной основе, который можно пробивать только пробойником, а не сверлить на сверлильном станке.

(3) Ламинат FR-3.Ламинат на основе эпоксидной смолы на бумажной основе, который можно перфорировать при комнатной температуре.

(4) Ламинат FR-4.Эпоксидный стекловолоконный ламинат, который очень похож на ламинат G-10, имеет хорошие электрические свойства и технологические характеристики, из него можно изготавливать многослойные плиты.Он широко используется в промышленных продуктах.

(5) Ламинат ФР-5.Он имеет свойства, аналогичные FR-4, но может сохранять хорошую прочность и электрические свойства при более высоких температурах.

(6) Ламинат FR-6.Ламинат из полиэфирной смолы и стекловолокна.Вышеуказанные ламинаты, обычно используемые G-10 и FR-4 для многослойных печатных плат, относительно недороги, их можно сверлить с помощью сверлильного станка, легко автоматизировать производство.

ламинаты из неэпоксидной смолы. Такие ламинаты в основном представляют собой ламинаты из стекловолокна из полиимидной смолы, ламинаты из тефлонового стекловолокна, ламинаты на основе бумаги из фенольной смолы и так далее.

(1) ламинат из стекловолокна из полиимидной смолы.Его можно использовать в качестве жесткого или гибкого материала подложки схемы, а его прочность и стабильность при высоких температурах превосходят ламинаты FR-4, которые обычно используются в высоконадежной военной продукции.

(2)Ламинат GX и GT.Они представляют собой ламинаты из стекловолокна политетрафторэтилена, диэлектрические свойства этих материалов можно контролировать, использовать в изделиях с жесткими требованиями к диэлектрической проницаемости, при этом диэлектрические свойства GX лучше, чем GT, можно использовать в высокочастотных цепях.

(3) Ламинаты XXP и XXXPC.Они представляют собой бумажную основу из фенольной смолы, которую можно только перфорировать, но не сверлить. Эти ламинаты используются только для односторонних и двусторонних печатных плат и не могут использоваться в качестве сырья для многослойных печатных плат.Поскольку они недорогие, они широко используются в качестве материалов подложек схем в гражданской электронике.Для каждого типа ламината существует своя максимальная температура непрерывной эксплуатации, если рабочая температура превышает это температурное значение, электрические и механические свойства ламината существенно ухудшаются и даже влияют на функционирование узла.В Таблице 8-5 указаны максимальные постоянные температуры для обычно используемых материалов печатных плат.Из таблицы видно максимальную непрерывную прочность полиимида.

Самая высокая рабочая температура, относится к категории высокотемпературных ламинатов.Таблица 8-5. Самая высокая постоянная температура обычно используемых материалов подложек схем. 3. Часто используемый код символов CCL в национальном стандарте GB/T 4721-92 предусматривает модель продукта CCL с несколькими буквами алфавита и двумя арабскими цифрами.Первая буква С обозначает медную фольгу;вторая и третья две буквы обозначают смолу, используемую в основном материале;PE: фенол EP: эпоксидная смола UP: полиэстер SI: силикон TF: политетрафторэтилен PI: полиимид Четвертая и пятая буквы обозначают армирующий материал;CP: целлюлозно-волокнистая бумага GC: нещелочная стеклоткань GM: колонный щелочной стекловолоконный войлок AC: ткань из ароматического полиамидного волокна AM: ароматическое полиамидное волокно Если в качестве армирующего материала используется целлюлозная бумага и к ней прикреплена бесщелочная стеклоткань на обеих поверхностях после CP добавляется буква «G».В конце буквы короткой горизонтальной чертой соединены две цифры, обозначающие однотипные и разные свойства номера товара.С огнезащитным составом CCL в номере после буквы «F».

CCL обычно использует код символа в национальном стандарте GB/T 4721-92, положения модели продукта CCL с несколькими буквами и двумя арабскими цифрами.Первая буква С обозначает медную фольгу;вторая и третья две буквы обозначают смолу, используемую в основном материале;PE: фенол EP: эпоксидная смола UP: полиэстер SI: силикон TF: политетрафторэтилен PI: полиимид Четвертая и пятая буквы обозначают армирующий материал;CP: бумага из целлюлозы/волокна GC: нещелочная стеклоткань GM: фетр из щелочного стекловолокна AC: ткань из ароматического полиамидного волокна AM: ароматическое полиамидное волокно Если в качестве армирующего материала используется целлюлозная бумага и к обеим сторонам прикреплена бесщелочная стеклоткань поверхностей, после CP добавляется буква «G».В конце буквы короткой горизонтальной чертой соединены две цифры, обозначающие однотипные и разные свойства номера товара.Огнестойкий CCL обозначается добавлением буквы «F» после номера.

Пример: CEPCP (G)-23F указывает, что двухслойная стеклоткань на основе эпоксидной бумаги, прикрепленная к пластине с медным покрытием, имеет огнезащитный состав.4. Тип медной фольги и толщина медной фольги оказывают определенное влияние на электрические характеристики продукта. Медную фольгу обычно делят на две основные категории: каландрированную и электролитическую медную фольгу в зависимости от метода производства.Каландрированная медная фольга требует высокой чистоты меди (обычно ≥99,9%) и хорошей эластичности, что подходит для изготовления высокопроизводительных печатных плат, таких как гибкие платы, платы высокочастотных сигналов и т. д., и обозначается буквой « W' в спецификации продукта.Электролитическая медная фольга используется при производстве обычных печатных плат, чистота меди несколько ниже, чем у используемой при методе каландрирования (обычно 99,8%), и обозначается буквой «Е».