【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ， FR1與 FR2的性質(zhì)界線已漸模糊 ,FR2等級(jí)板材在不久將來(lái)可能會(huì)在偏高價(jià)格因素下被 FR1 所取代 。 B. 其他特殊用途： a. 銅鍍通孔用紙質(zhì)基板 主要目的是計(jì)劃取代部份物性要求並不高的 FR4板材 ，以便降低 PCB的成 本 . b. 銀貫孔用紙質(zhì)基板 時(shí)下最流行取代部份物性要求並不很高的 FR4作通孔板材，就是銀貫孔用 紙質(zhì)基板印刷電路板兩面線路的導(dǎo)通，可直接借由印刷方式將銀膠 (Silver Paste) 塗佈於孔壁上，經(jīng)由高溫硬化，即成為導(dǎo)通體，不像一般 FR4板材的銅鍍通 孔，需經(jīng)由活化、化學(xué)銅、電鍍銅、錫鉛等繁雜手續(xù)。 2022/2/16 b1 基板材質(zhì) 1) 尺寸安定性： 除要留意 X、 Y軸 (纖維方向與橫方向 )外 ， 更要注意 Z軸 (板材厚度方向 )， 因熱脹冷縮及加熱減量因素容易造成銀膠導(dǎo)體的斷裂 。 2) 電氣與吸水性： 許多絕緣體在吸濕狀態(tài)下 ， 降低了絕緣性 ， 以致提供金屬在電位差趨動(dòng)力下 發(fā)生移行的現(xiàn)象 ， FR4在尺寸安性 、 電氣性與吸水性方面都比 FR1及 XPC 佳 ， 所以生產(chǎn)銀貫孔印刷電路板時(shí) ， 要選用特製 FR1及 XPC的紙質(zhì)基板 .板材 。 導(dǎo)體材質(zhì) 1) 導(dǎo)體材質(zhì) 銀及碳墨貫孔印刷電路的導(dǎo)電方式是利用銀及石墨微粒鑲嵌在聚合體內(nèi)， 藉由微粒的接觸來(lái)導(dǎo)電，而銅鍍通孔印刷電路板，則是借由銅本身是連貫的 結(jié)晶體而產(chǎn)生非常順暢的導(dǎo)電性。 2022/2/16 2) 延展性： 銅鍍通孔上的銅是一種連續(xù)性的結(jié)晶體 ， 有非常良好的延展性 ， 不會(huì)像銀 、 碳墨膠在熱脹冷縮時(shí) ， 容易發(fā)生界面的分離而降低導(dǎo)電度 。 3) 移行性： 銀、銅都是金屬材質(zhì)，容易發(fā)性氧化、還原作用造成銹化及移行現(xiàn)象，因 電位差的不同，銀比銅在電位差趨動(dòng)力下容易發(fā)生銀遷移 (Silver Migration)。 2022/2/16 c. 碳墨貫孔 (Carbon Through Hole)用紙質(zhì)基板 . 碳墨膠油墨中的石墨不具有像銀的移行特性 ， 石墨所擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧珒H僅是作簡(jiǎn) 單的訊號(hào)傳遞者 ， 所以 PCB業(yè)界對(duì)積層板除了碳墨膠與基材的密著性 、 翹 曲度外 ， 並沒(méi)有特別要求 .石墨因有良好的耐磨性 ， 所以 Carbon Paste最早期 是被應(yīng)用來(lái)取代 Key Pad及金手指上的鍍金 ， 而後延伸到扮演跳線功能 。 碳墨貫孔印刷電路板的負(fù)載電流通常設(shè)計(jì)的很低 ， 所以業(yè)界大都採(cǎi)用 XPC 等級(jí) ， 至於厚度方面 ， 在考慮輕 、 薄 、 短 、 小與印刷貫孔性因素下 ， 常通選 用 、 。 d. 室溫沖孔用紙質(zhì)基板 其特徵是紙質(zhì)基板表面溫度約 40℃ 以下，即可作 Pitch為 IC密 集孔的沖模，孔間不會(huì)發(fā)生裂痕，並且以減低沖模時(shí)紙質(zhì)基板冷卻所造成線 路精準(zhǔn)度的偏差，該類紙質(zhì)基板非常適用於細(xì)線路及大面積的印刷電路板。 2022/2/16 e. 抗漏電壓 (AntiTrack)用紙質(zhì)基板 人類的生活越趨精緻 ， 對(duì)物品的要求且也就越講就短小輕薄 ， 當(dāng)印刷電路板 的線路設(shè)計(jì)越密集 ， 線距也就越小 ， 且在高功能性的要求下 ， 電流負(fù)載變大 了 ， 那麼線路間就容易因發(fā)生電弧破壞基材的絕緣性而造成漏電 ， 紙質(zhì)基板 業(yè)界為解決該類問(wèn)題 ， 有供應(yīng)採(cǎi)用特殊背膠的銅箔所製成的抗漏電壓 用紙質(zhì)基板 環(huán)氧樹(shù)脂 Epoxy Resin 是目前印刷線路板業(yè)用途最廣的底材。在液態(tài)時(shí)稱為清漆或稱凡立水（ Varnish） 或稱為 Astage， 玻璃布在浸膠半乾成膠片後再經(jīng)高溫軟化液化而呈現(xiàn)黏著性而用於雙面基板製作或多層板之壓合用稱 Bstage prepreg ,經(jīng)此壓合再硬化而無(wú)法回復(fù)之最終狀態(tài)稱為 Cstage。 2022/2/16 用於基板之環(huán)氧樹(shù)脂之單體一向都是 Bisphenol A 及Epichlorohydrin 用 dicy 做為架橋劑所形成的聚合物 。 為了通過(guò)燃性試驗(yàn) (Flammability test), 將上述仍在液態(tài)的樹(shù)脂再與 TetrabromoBisphenol A 反應(yīng)而成為最熟知 FR4 傳統(tǒng)環(huán)氧樹(shù)脂 。 現(xiàn)將產(chǎn)品之主要成份列於後 : 單體 Bisphenol A, Epichlorohydrin 架橋劑 (即硬化劑 ) 雙氰 Dicyandiamide簡(jiǎn)稱 Dicy 速化劑 (Accelerator)BenzylDimethylamine ( BDMA ) 及 2 Methylimidazole ( 2MI ) 溶劑 Ethylene glycol monomethyl ether( EGMME ) Dimethyl formamide (DMF) 及稀釋劑 Acetone ,MEK。 填充劑 (Additive) 碳酸鈣、矽化物、 及氫氧化鋁 或 化物等增加難燃效果。 填充劑可調(diào)整其 Tg. 2022/2/16 A. 單體及低分子量之樹(shù)脂 典 型 的 傳 統(tǒng) 樹(shù) 脂 一 般 稱 為 雙 功 能 的 環(huán) 氣 樹(shù) 脂 ( Difunctional Epoxy Resin),見(jiàn)圖 . 為了達(dá)到使用安全的目的 ， 特於樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)中加入溴原子 ， 使產(chǎn)生部份碳溴之結(jié)合而呈現(xiàn)難燃的效果 。 也就是說(shuō)當(dāng)出現(xiàn)燃燒的條件或環(huán)境時(shí) ， 它要不容易被點(diǎn)燃 ， 萬(wàn)一已點(diǎn)燃在燃燒環(huán)境消失後 ， 能自己熄滅而不再繼續(xù)延燒 。 見(jiàn)圖 NEMA 規(guī)範(fàn)中稱為 FR4。 (不含溴的樹(shù)脂在 NEMA 規(guī)範(fàn)中稱為 G10) 此種含溴環(huán)氧樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)很多如介電常數(shù)很低 ， 與銅箔的附著力很強(qiáng) ， 與玻璃纖維結(jié)合後之撓性強(qiáng)度很不錯(cuò)等 。 2022/2/16 B. 架橋劑 (硬化劑 ) 環(huán)氧樹(shù)脂的架橋劑一向都是 Dicy,它是一種隱性的 (latent) 催化劑 , 在高溫 160℃ 之下才發(fā)揮其架橋作用 ， 常溫中很安定 ， 故多層板 Bstage 的膠片才不致無(wú)法儲(chǔ)存 。 但 Dicy的缺點(diǎn)卻也不少 ， 第一是吸水性 (Hygroscopicity)，第二個(gè)缺點(diǎn)是難溶性 。 溶不掉自然難以在液態(tài)樹(shù)脂中發(fā)揮作用 。早期的基板商並不瞭解下游電路板裝配工業(yè)問(wèn)題 ， 那時(shí)的 dicy 磨的不是很細(xì) ， 其溶不掉的部份混在底材中 ， 經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間聚集的吸水後會(huì)發(fā)生針狀的再結(jié)晶 , 造成許多爆板的問(wèn)題 。 當(dāng)然現(xiàn)在的基板製造商都很清處它的嚴(yán)重性 ,因此已改善此點(diǎn) . C. 速化劑 用以加速 epoxy 與 dicy 之間的架橋反應(yīng)， 最常用的有兩種即 BDMA 及 2MI。 2022/2/16 D. Tg 玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度 高分子聚合物因溫度之逐漸上升導(dǎo)致其物理性質(zhì)漸起變化，由常溫時(shí)之無(wú)定形或部份結(jié)晶之堅(jiān)硬及脆性如玻璃一般的物質(zhì)而轉(zhuǎn)成為一種黏滯度非常高 ,柔軟如橡皮一般的另一種狀態(tài)。傳統(tǒng) FR4 之 Tg 約在 115120℃ 之間，已被使用多年，但近年來(lái)由於電子產(chǎn)品各種性能要求愈來(lái)愈高 ,所以對(duì)材料的特性也要求日益嚴(yán)苛，如抗?jié)裥浴⒖够?、抗溶劑性、抗熱? ,尺寸安定性等都要求改進(jìn) ,以適應(yīng)更廣泛的用途 , 而這些性質(zhì)都與樹(shù)脂的 Tg 有關(guān) , Tg 提高之後上述各種性質(zhì)也都自然變好。例如 Tg 提高後 , ， 使基板在 X 及 Y 方向的膨脹減少，使得板子在受熱後銅線路與基材之間附著力不致減弱太多，使線路有較好的附著力。 Z 方向的膨脹減小後，使得通孔之孔壁受熱後不易被底材所拉斷。 c. Tg 增高後，其樹(shù)脂中架橋之密度必定提高很多使其有更好的抗水性及防溶劑性，使板子受熱後不易發(fā)生白點(diǎn)或織紋顯露，而有更好的強(qiáng)度及介電性 .至於尺寸的安定性 ,由於自動(dòng)插裝或表面裝配之嚴(yán)格要求就更為重要了。因而近年來(lái)如何提高環(huán)氧樹(shù)脂之 Tg 是基板材所追求的要?jiǎng)?wù)。 2022/2/16 E. FR4 難燃性環(huán)氧樹(shù)脂 傳統(tǒng)的環(huán)氧樹(shù)脂遇到高溫著火後若無(wú)外在因素予以撲滅時(shí) ， 會(huì)不停的一直燃燒下去直到分子中的碳?xì)溲趸虻紵戤厼橹?。若在其分子中以溴取代了氫的位置 ， 使可燃的碳?xì)滏I化合物一部份改換成不可燃的碳溴鍵化合物則可大大的降低其可燃性 。此種加溴之樹(shù)脂難燃性自然增強(qiáng)很多 ， 但卻降低了樹(shù)脂與銅皮以及玻璃間的黏著力 ， 而且萬(wàn)一著火後更會(huì)放出劇毒的溴氣 ，會(huì)帶來(lái)的不良後果 。 (Multifunctional Epoxy) 傳統(tǒng)的 FR4 對(duì)今日高性能的線路板而言已經(jīng)力不從心了 ， 故有各種不同的樹(shù)脂與原有的環(huán)氧樹(shù)脂混合以提升其基板之各種性質(zhì) ， 2022/2/16 A. Novolac 最早被引進(jìn)的是酚醛樹(shù)脂中的一種叫 Novolac 者 ,由 Novolac 與環(huán)氧氯丙烷所形成的酯類稱為 Epoxy Novolacs， 見(jiàn)圖