覆铜箔板（CCL）——刚性覆铜板的分类

由于电子产品的需求不同,覆铜箔板又分为许多种类和规格。 从板材的刚性和使用特点分类,基本分为刚性基材和挠性基材两大类。 刚性基材又称刚性板, 顾名思义该材料物理状态呈刚性,机械强度较高,不能弯曲或弯折使用。挠性基材,又称柔性板或软板,较薄,可以弯曲或弯折使用。

刚性覆铜箔板(Rigid Copper Clad Laminate,CCL)由树脂、增强材料与铜箔层压制成,是目前发展最成熟,品种和类别最多的一大类印制板基材,其分类有以下方法:

一、按基材中的增强材料不同分类

基材中的增强材料主要分为纸基、玻璃布基、复合基、特殊材料基四大类,每一类又按树脂成分的不同分为许多子类。 印制板基材的特性,主要取决于增强材料和树脂。

1 纸基板： 以浸渍纤维纸作为增强材料,再经过覆铜箔层压而制成的基材,简称为纸基板。纸基板以单面覆铜板为主(如 FR-1,FR-2,FR-3),有较好的电气性能、成本低,但是吸湿性较大,只用于一般低值消费电子产品,如收音机,电子玩具等用的印制板,不适用于高速电路用印制板和其他高可靠要求电子产品的印制板。

2 玻璃布基板(又称玻纤布基板：玻璃布基板以玻璃纤维纺织而成的布浸渍树脂作为增强材料,通常用环氧树脂或其他高性能树脂作为浸渍材料(如G10,FR-4/FR-5),其电气性能好、工作温度较高。 有许多高性能基材都采用玻璃布基板。 玻璃布基板是大多数可靠性要求较高的电子产品和高速电路印制板的优选材料.

3 复合基板：复合基板是采用两种以上的增强材料的基板,表层和芯层采用了两种不同的增强材料,如芯层增强材料为环氧-纤维纸,表层为环氧-玻璃布的CEM-1型或者芯层增强材料为环氧-玻璃纤维纸,表层为环氧-玻璃布的CEM-3型。复合基板性能较纸基板有很大改善,成本较玻璃布基板低,主要应用于民用电子和一般电子产品。

4 特殊材料基板：特殊基材包括特殊功能的金属、 陶瓷或耐热热塑型基板的材料。 这些材料通常作为高导热性材料,应用于大功率器件、电源模块、汽车电子产品、高密度安装的 IC 封装等印制电路板。 这些印制板对基板的散热性有越来越高的要求,基板材料的导热性能也更加成为一项重要的性能。用于这类印制板的基材有金属基材和陶瓷基材。

a. 金属基材: 金属基板的印制板基材,一般由金属板层、绝缘层和铜箔三部分构成,金属基的基材又根据其结构、组成和性能的不同分为三种形式,如图2-2所示。 金属芯覆铜板的芯部材料通常有铜板、铝板、覆铜因瓦钢或钼板等,它的特性是散热性好,较高的机械强度和韧性,热膨胀性较树脂小,这些特性接近于铜箔,有利于提高金属化孔的可靠性。金属基板可以防止电磁波辐射,起到电磁屏蔽的作用。 铁基板有磁力特性,可用于有磁性要求的磁带录像机、软盘驱动器内的精密电动机上。

b.陶瓷基材: 陶瓷基材是在陶瓷材料上覆有铜箔,由陶瓷基材、键合黏结层和导电层(铜箔)构成。 陶瓷基材热膨胀系数小、导热性好、尺寸稳定,大多作为器件的芯片载板或组合器件的基板,也是比较理想的表面安装用印制板的基材; 但是基板尺寸较小、脆性大、硬度高,难以加工,介电常数较大。 陶瓷的种类有很多,可按成分加以分类,如有AlzO,SiOz,MgO、Al,O3-SiC,AIN,ZnO,BeO,MgO,Cr2O,等种类的陶瓷片,目前采用最多、应用最广的是 A120陶瓷片:还可按键合的工艺不同划分为直接键合法(DCB)和黏结层压键合法两大类。

二、按基材中的主体树脂分类

基材中的主体树脂,对基材的特性有重要影响,也能反映出基材的某些主要特性,所以按基材中的主体树脂分类也是对覆铜箔层压板基材的一种分类方法。 在基材中采用的主体树脂种类有酚醛树脂、环氧树脂(EP)、聚酰亚胺树脂(PI)、聚苯醚树脂(PPO或PPE)、聚四氟乙烯树脂(PTFE)、双马来酰亚胺三嗪树脂(BT)、氰酸酯树脂(CE)等。用这些树脂或改性的树脂与上述增强材料结合的层压板,一般称为某树脂型覆铜箔层压板。 其中改性的环氧树脂、PI、PPO、PTFE、BT、CE 与玻璃布结合制成的覆铜板具有一项或多项性能高于一般基材的水平,这些基材通称为高性能基材,适合于不同电路性能和高速、高频电路的印制板使用。

三、按覆铜板的某一突出的性能差异分类

按覆铜板的某一突出的性能差异分类,便于选择某种特性突出的基材,从基材的名称就能知道其突出的性能。

1 按基材的阻燃性能。 在有机树脂性材料中能达到UL标准(美国保险商试验室标准)中规定的垂直燃烧法试验的燃烧性要求V级的板,称为阻燃型板(又称V0板), 它抗燃烧性能最好。依次还有V1、V2级等。 该材料的特点是防火性能好,不易燃烧,使用安全性好。

燃烧法试验达到UL标准的HB 级要求的板称为非阻燃型板。我国标准中的CEPGC-31就是非阻燃型环氧玻璃布层压板。阻燃型板相当于美国 NEMA 标准中的 FR-2,FR-3,FR-4,FR-5等,内层印有红色商标标记。 我国标准是按国际通用的命名法,用材料的英文缩写并在基材代号后面加“F”表示为阻燃型板材,如 CEPGC-32F。凡是对使用中安全性要求较高的产品和有较高可靠性要求的印制板通常都应采用阻燃型基材。

2按介电常数性能高低。高速和高顺电路印制板的应用越来越多, 基材的介电常数对口制板的特性阻抗有重要影响, 所以按介电常数性能高低分类,更便于高速、高烦电路印制板对基材的选用.一般介电常数在频率为 GHz级时能稳定在3左右, 介质损耗角正切值小于或等于 10-的基材,称为低介电常数板材,主要用子高速、高频电路的印制板。高频和微波电路印制板既有使用低介电常数基材的,也有采用较高介电常数基材的, 关键是考息阻抗的匹配和低介质损耗。

介电常数在 10 以上甚至达到儿十或上百的基材称为高介电常数基材, 主要用于埋入无源元器件的多层印制板.在多层印制板的接地层和电源层如果采用该基材,可以缩短IC与电容的连接距离, 能降低电路的寄生电感, 有利于高速,高频电路的去耦作用,并有降低接地、电源层上产生的谐振噪声的作用。

3按材料的某一突出性能。通常还可以按材料的耐热性能(表现在T,Ta和1260或1288等参数)、热膨胀系数(CTE)、耐漏电起痕性(CTI)和耐离子迁移性(CAF)、无卤素环保型等特性分类。 同一类耐热型基材根据玻璃化转变温度的高低又分为多个等级,这种分类方法有利于设计选择材料时找到满足某种特性的基材。