Existen tipos específicos de placas PCB

¿Cuáles son los tipos específicos de placas PCB?

Según el nivel de grado de abajo hacia arriba dividido de la siguiente manera:

94HB-94VO-22F-CIM-1-CIM-3-FR-4

Los detalles son los siguientes:

94 HB: cartón ordinario, no ignífugo (el material de menor calidad, el troquelado, no se puede utilizar como tablero de alimentación);

94V0: cartón retardante de llama (troquelado);

22F: tableros de fibra de vidrio de una sola cara (punzonados);

Cim-1: tablero de fibra de vidrio simple (debe ser perforado por computadora, no se puede perforar);

Cim-3: tablero de fibra de vidrio de doble cara (además del cartón de doble cara es el extremo más bajo del material de doble panel, el panel doble simple puede usar este material, que el FR-4 será más barato entre 5 y 10 yuanes/metro cuadrado );

FR-4: Tablero de fibra de vidrio de doble cara: la placa de circuito debe ser resistente al fuego, no puede quemarse a una temperatura determinada, solo puede ablandarse. En este momento, el punto de temperatura se denomina temperatura de transición vítrea (punto Tg) y este valor está relacionado con la estabilidad del tamaño de la placa PCB.

①En la actualidad, los estándares nacionales de China para la clasificación de placas PCB de materiales de sustrato son: GB／T4721—47221992 及 GB4723—4725—1992. El estándar de las placas de lámina revestidas de cobre en Taiwán de China es el estándar CNS.

② Los estándares principales de otros estándares nacionales son: estándares JIS en Japón, estándares ASTM, NEMA, MIL, IPc, ANSI, UL en los Estados Unidos, estándares Bs en el Reino Unido, estándares DIN, VDE en Alemania, estándares NFC y UTE en Francia, estándares CSA en Canadá y estándares AS en Australia. El estándar FOCT de la antigua Unión Soviética, el estándar internacional IEC, etc.

Según los materiales de refuerzo de la placa PCB, generalmente se dividen en las siguientes categorías:

1, sustrato de papel PCB fenólico

Debido a que esta placa PCB está compuesta de pulpa de madera, etc., a veces también se convierte en cartón, placa V0, placa retardante de llama y 94HB, etc. Su material principal es papel de fibra de pulpa de madera, presurizado con resina fenólica y sintetizado como placa PCB. .

Este sustrato de papel se caracteriza por no presentar fuego, se puede perforar, tiene un bajo costo, un precio económico y una densidad relativamente pequeña. Sustrato de papel fenólico que a menudo vemos XPC, FR-1, FR-2, FE-3, etc. Y 94V0 pertenece al cartón ignífugo, es ignífugo.

2, sustrato de PCB compuesto

Esto también se convierte en un tablero de polvo, con papel de fibra de pulpa de madera o papel de fibra de pulpa de algodón como material de refuerzo, mientras que complementado con tela de fibra de vidrio como material de refuerzo de la superficie, ambos materiales están hechos de resina epoxi retardante de llama. Hay placas de fibra de vidrio de un solo lado 22F, CIM-1 y placas de fibra de vidrio de doble lado CIM-3, entre las cuales CIM-1 y CIM-3 son las placas revestidas de cobre con base compuesta más comunes en la actualidad.

3, sustrato de PCB de fibra de vidrio

A veces también se le conoce como tablero epoxi, tablero de fibra de vidrio, FR4, tablero de fibra, etc., que utiliza resina epoxi como aglutinante y tela de fibra de vidrio como material de refuerzo. Esta placa de circuito tiene una temperatura de funcionamiento alta, se ve poco afectada por el medio ambiente y se usa a menudo en PCB de doble cara, pero el precio es más caro que el sustrato de PCB compuesto y el grosor común es de 1,6 mm. El sustrato es adecuado para varias placas de alimentación, placas de circuitos de gran altura y se usa ampliamente en computadoras y equipos periféricos, equipos de comunicación, etc.

4. Otros sustratos

Además de los tres comúnmente vistos anteriormente, también existen sustratos metálicos y tableros multicapa laminados (BUM).

1. Sustrato: El sustrato de la placa PCB se refiere al material utilizado en la parte no conductora de la placa de circuito, principalmente tela de fibra de vidrio, resina epoxi, poliimida, etc. Entre ellos, la tela de fibra de vidrio se usa ampliamente en la fabricación de paneles dobles y tableros multicapa, mientras que la resina epoxi y la poliimida se utilizan en la fabricación de tableros multicapa de alta densidad.

2. Lámina de cobre: ​​La lámina de cobre es el material utilizado en la parte conductora de la placa PCB. Se procesa mediante procesos como el revestimiento de cobre no electrolítico o el prensado mecánico de cobre, y se trata químicamente en la superficie para mejorar su soldabilidad y resistencia a la corrosión. El espesor de la lámina de cobre suele ser de 0,5 oz a 6 oz (1 oz = 1,4 mil), y diferentes espesores son adecuados para diferentes tipos de diseños de placas de circuito.

3. Endurecedor: El endurecedor es el material clave para el curado de resina epoxi en placas PCB. Forma una estructura de red 3D al reaccionar con resina epoxi, de modo que la placa PCB tiene buenas propiedades mecánicas y resistencia a altas temperaturas.

4. Tinta resistente a la soldadura: La tinta resistente a la soldadura es un material recubierto en la superficie de la placa PCB para proteger las áreas de la placa de circuito que no necesitan soldarse. Puede mejorar el rendimiento del aislamiento y la resistencia a la corrosión de la placa PCB, al tiempo que reduce problemas como cortocircuitos y fugas.

5. Tinta de impresión: La tinta de impresión es un material utilizado para imprimir patrones de circuitos en la superficie de la placa PCB. Por lo general, se procesa utilizando tecnología de curado con luz UV y se recubre la superficie del sustrato mediante serigrafía o pulverización.

Introducción a la calidad de la placa PCB

Las placas de circuito impreso son componentes importantes de dispositivos eléctricos o electrónicos fabricados a partir de un sustrato de lámina de cobre (laminado revestido de cobre) como materia prima, por lo que los operadores intermedios que trabajan con placas de circuito deben comprender el sustrato: qué tipos de sustratos están disponibles, cómo se fabrican y qué productos se utilizan en ellos. Cada uno de ellos tiene esas ventajas y desventajas, para que puedas elegir el sustrato adecuado. La Tabla 3.1 enumera brevemente las aplicaciones de diferentes sustratos. La industria del sustrato es una industria básica de materiales. Es un material compuesto compuesto por una capa dieléctrica (resina de resina, fibra de vidrio) y un conductor de alta pureza (lámina de cobre), y la teoría y la práctica involucradas no son menores que la producción de la propia placa de circuito. La siguiente es una discusión simple de estos dos componentes principales.

En la actualidad, existen muchos tipos de resinas utilizadas en placas de circuitos, como la resina fenólica (Fonética), la resina Epoxi, la resina de poliimida (Poliamida Pce), el Politetrafluoretileno (PTFE o TEFLON), la Bismaleimida Triazina (BT) y otras resinas termoestables. resina plástica).

La resina fenólica

Es el primer polímero desarrollado y comercializado con éxito. Es un material sintético hecho de dos químicos económicos, fenol líquido y formaldehído líquido (comúnmente conocido como formalina), que sufren una reacción continua de reticulación en condiciones catalíticas ácidas o alcalinas y se endurecen hasta convertirse en un sólido. Su fórmula química de reacción se muestra en la Figura 3.1. En 1910, una empresa llamada Bakelite añadió fibra de lona para fabricar un material duro, fuerte, aislante y bueno llamado Bakelite, comúnmente conocido como tablero de corcho o tablero de urea. La NEMA-Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA-Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos) utiliza diferentes combinaciones con diferentes códigos de numeración para uso industrial. Ahora se enumeran los productos de resina fenólica, como tabla NEMA para la clasificación y código de tableros de resina fenólica.

La primera 'X' en el sustrato de papel es para uso mecánico y la segunda 'X' es para uso eléctrico. La tercera 'X' indica lugares donde hay ondas de radio y alta humedad disponibles. 'P' significa que se necesita calor para perforar la tabla; de lo contrario, el material se romperá, 'C' significa que se puede perforar en frío y 'FR' significa que la resina agrega sustancias no inflamables para fabricar el sustrato retardante de llama o resistencia a la llama.

Los cartones de papel más vendidos son XXXPC y FR-2. El primero se puede convertir en un tipo a una temperatura superior a 25 ℃ y un espesor inferior a 0,062 pulgadas. La última combinación es exactamente la misma que antes, pero se agrega trióxido de antimonio a la resina para aumentar su inflamabilidad. Los siguientes son algunos de los sustratos de papel más utilizados y sus usos especiales:

A menudo se utiliza sustrato de papel.

a. Grado XPC: generalmente se usa en bajo voltaje, la baja corriente no provocará un incendio en productos electrónicos de consumo, como juguetes, radios portátiles, teléfonos, calculadoras, controles remotos y relojes, etc. UL94 requiere únicamente el grado retardante de llama HB para el grado XPC.

b. Grado FR-1: La resistencia eléctrica y a las llamas es mejor que el grado XPC, ampliamente utilizado en aparatos eléctricos con corriente y voltaje ligeramente más altos que el grado XPC, como televisores en color, monitores, VTR, estéreo domésticos, lavadoras y aspiradoras, etc. UL94 requiere resistencia a las llamas FR-1 de diferentes grados V-0, V-1 y V-2, pero debido a que la diferencia de precio entre los tres grados no es grande y por razones de seguridad, casi toda la industria eléctrica utiliza placas de grado V-0. .

do. Grado FR-2: en comparación con FR-1, excepto por requisitos de rendimiento eléctrico ligeramente más altos, otras propiedades físicas no son especiales; en los últimos años, en los esfuerzos de la industria de sustratos de papel para mejorar la tecnología FR-1, FR-1 y FR-2 Los límites de la naturaleza se han desdibujado gradualmente, la hoja de grado FR-2 puede ser FR-1 en un futuro próximo debido a factores de precio elevados. Para ser reemplazada.

Otros usos especiales:

a. Sustrato de papel para orificios pasantes recubiertos de cobre

El objetivo principal es planificar la sustitución de algunas placas FR-4 con bajos requisitos de propiedades físicas para reducir el coste de los PCB.

b. Sustrato de papel para perforación plateada.

En la actualidad, la parte de reemplazo más popular de los requisitos de propiedad física no es muy alta FR-4 como placa de orificio pasante, es decir, un orificio plateado con una placa de circuito impreso de sustrato de papel en ambos lados de la línea, se puede conectar directamente imprimir la pasta de plata en la pared del orificio, a través del endurecimiento a alta temperatura, es decir, convertirse en un cuerpo pasante, a diferencia del revestimiento de cobre de la placa FR-4 general, los orificios pasan por activación, cobre químico, revestimiento de cobre, estaño y otros. procedimientos complicados.

Calidad del sustrato

1) Estabilidad dimensional:

Además de prestar atención a los ejes X, Y (dirección de la fibra y dirección transversal), preste más atención al eje Z (dirección del espesor de la placa), debido a la expansión térmica, la contracción en frío y los factores de reducción por calentamiento son fáciles de causar la fractura de el conductor de pegamento plateado.

2) Absorción eléctrica y de agua: muchos aisladores en el estado de absorción de humedad reducen el aislamiento para proporcionar al metal el fenómeno de cambio de potencia de tendencia de diferencia de potencial, FR-4 en seguridad dimensional, absorción eléctrica y de agua son mejores que FR- 1 y XPC, por lo que para la producción de placas de circuito impreso perforadas plateadas, se elige un sustrato de papel especial FR-1 y XPC. El tablero.

Material conductor

1) Material conductor La conducción de circuito impreso perforado con tinta de plata y carbono es el uso de partículas de plata y grafito incrustadas en el cuerpo del polímero, a través del contacto de las partículas para conducir la electricidad, y recubiertas de cobre a través de la placa de circuito impreso, por el propio cobre. un cristal coherente y produce una conductividad muy suave.

2) Ductilidad:

El cobre recubierto a través del orificio es un cristal continuo, tiene muy buena ductilidad, no como la plata, el pegamento de tinta de carbono en expansión y contracción térmica, es fácil que se produzca una separación de la interfaz y reduzca la conductividad. 3) migración: la plata y el cobre son todos materiales metálicos, que son propensos a la oxidación y reducción, lo que resulta en oxidación y migración. Debido a la diferencia en la diferencia de potencial, la plata es más propensa a la migración de plata que el cobre bajo la tendencia de diferencia de potencial.

Sustrato de papel Carbon Through Hole (Carbon Through Hole).

El grafito en la tinta de carbón no tiene características de migración como la plata, y el papel del grafito es solo un simple transmisor de señal, por lo que la industria de PCB no tiene requisitos especiales para el laminado además de la adhesión y deformación del pegamento de tinta de carbón y el sustrato. Debido a que el grafito tiene buena resistencia al desgaste, la pasta de carbón se utilizó por primera vez para reemplazar el revestimiento de oro en los teclados y los dedos dorados, y luego se extendió para que actuara como un puente. La corriente de carga de la placa de circuito impreso perforada con tinta de carbón generalmente se diseña muy baja, por lo que la industria utiliza principalmente el grado XPC, en cuanto al espesor, considerando los factores de perforación ligera, delgada, corta, pequeña e impresa, es común Elija una placa de 0,8, 1,0 o 1,2 mm de espesor.

sustrato de papel perforado a temperatura ambiente

Se caracteriza por que la temperatura de la superficie del sustrato de papel es de aproximadamente 40 ° C por debajo, se puede utilizar como un troquel de perforación denso con paso de 1,78 mm IC, no se producirán grietas en los orificios y para reducir el enfriamiento del sustrato de papel durante el troquel de perforación. Debido a la precisión de la desviación de la línea, este tipo de sustrato de papel es muy adecuado para líneas finas y áreas grandes de placas de circuito impreso.

Voltaje antifugas (Anti-Track) con sustrato de papel

Cuanto más refinada es la vida humana, mayores son los requisitos para los artículos y más cortos y delgados, cuando el diseño del circuito de la placa de circuito impreso es más denso, la distancia de la línea es menor y, bajo los requisitos de alta funcionalidad, la carga actual se vuelve mayor. Luego, entre las líneas es propenso a dañar el aislamiento del sustrato por arco causado por fugas, la industria del sustrato de papel para resolver este problema, existe un suministro de lámina de cobre adhesiva especial hecha de voltaje antifugas con sustrato de papel.

Resina epoxídica

La resina epoxi es el sustrato más utilizado en la industria de PCB. En su estado líquido se llama barniz o etapa A. La tela de vidrio se semiseca formando una película después de sumergirla y luego se ablanda y se licua a alta temperatura para mostrar adhesión y se usa para la producción de sustratos de doble cara o prensado de placas multicapa llamado Preimpregnado de etapa B, y el estado final que no se puede recuperar presionando y endureciendo se llama etapa C.

Composición y prPropiedades de la resina epoxi tradicional.

El monómero de resina epoxi utilizado en el sustrato siempre ha sido un polímero formado por bisfenol A y epiclorhidrina utilizando dicy como agente puente. Para pasar la prueba de inflamabilidad, la resina anterior, todavía en forma líquida, se hace reaccionar con tetrabromo-bisfenol A para convertirse en el epoxi convencional mejor conocido como FR-4. Los principales ingredientes del producto se enumeran a continuación: Monómero -Bisfenol A, Epiclorhidrina

Agente puente (es decir, endurecedor): diciandiamida para abreviar Dicy

Acelerador -Bencil-Dimetilamina (BDMA) y 2-Metilimidazol (2-MI)

Éter monometílico de etilenglicol (EGMME), dimetilformamida (DMF) y diluyente acetona, MEK.

Rellenos (aditivos): carbonato de calcio, siliciuros e hidróxido de aluminio o compuestos que aumentan la resistencia al fuego. La llenadora puede ajustar su Tg.

Monómeros y resinas de bajo peso molecular.

Las resinas tradicionales típicas se denominan comúnmente resinas epoxi difuncionales, como se muestra en la Figura 3.2. Para lograr el propósito de un uso seguro, se agregan átomos de bromo a la estructura molecular de la resina, de modo que la combinación de algo de bromo de carbono pueda producir un efecto no inflamable. Es decir, cuando hay una condición o ambiente de combustión, no es fácil de encender, en caso de que se haya encendido después de que el ambiente de combustión desaparezca, puede extinguirse y ya no seguir ardiendo. Figura 3.3. Este material de inflamabilidad se denomina FR-4 en el código NEMA (el sexo es G-10 en el código NEMA para resinas no bromadas). Las ventajas de esta resina epoxi bromada son muy altas, su constante dieléctrica muy baja y su fuerte adhesión a láminas de cobre. y muy buena resistencia flexible en combinación con fibra de vidrio, etc.

Agente puente (endurecedor)

El agente puente de la resina epoxi siempre ha sido Dicey, que es un catalizador latente (latente) que desempeña su función puente a una temperatura alta de 160 ° C y es muy estable a temperatura ambiente, de modo que la película del tablero multicapa B -La etapa no se puede almacenar. Sin embargo, Dicey tiene muchas desventajas, la primera es la absorción de agua (higroscopicidad), la segunda es la insolubilidad. Insoluble naturalmente difícil de funcionar en resina líquida. Los primeros fabricantes de sustratos no entendían los problemas de la industria de ensamblaje de placas de circuito posteriores, el pulido en ese momento no era muy fino, su parte insoluble se mezclaba en el sustrato, después de un largo tiempo de acumulación de absorción de agua se produciría una recristalización similar a una aguja, lo que resultaba en Muchos problemas de explosión de la placa. Eso sí, los actuales fabricantes de sustratos son muy conscientes de su gravedad, por lo que han mejorado este punto.

acelerador

Para acelerar la reacción de puente entre el epoxi y el dicey, los dos más utilizados son BDMA y 2-MI.

Temperatura de transición vítrea Tg

Debido al aumento gradual de la temperatura, las propiedades físicas del polímero cambian gradualmente, desde sustancias amorfas o parcialmente cristalinas, duras y quebradizas similares al vidrio a temperatura ambiente, hasta un estado diferente de viscosidad muy alta, suave como el caucho en general. La Tg del FR4 tradicional es de aproximadamente 115-120 ℃, que se ha utilizado durante muchos años, pero en los últimos años, debido a los requisitos de rendimiento cada vez más altos de los productos electrónicos, las características del material también son cada vez más exigentes, como la resistencia a la humedad. Es necesario mejorar la resistencia química, la resistencia a los disolventes, la resistencia al calor, la estabilidad dimensional, etc., para adaptarse a una gama más amplia de usos. Estas propiedades están relacionadas con la Tg de la resina, y las propiedades anteriores también mejoran naturalmente después del aumento de la Tg. Por ejemplo, después de aumentar la Tg, a. Se mejora su resistencia al calor y se reduce la expansión del sustrato en las direcciones X e Y, de modo que la adhesión entre el alambre de cobre y el sustrato no se debilitará demasiado después del calentamiento, de modo que la línea tenga una mejor adhesión. Cuando se reduce la expansión en la dirección Z, no es fácil que el sustrato rompa la pared del orificio pasante después de calentarlo.c. Cuando se aumenta la Tg, la densidad del puente en la resina debe aumentar considerablemente, lo que hace que tenga una mejor resistencia al agua y a los disolventes, y hace que el tablero sea menos propenso a manchas blancas o exposición al tejido después de calentarse, y tiene mejor resistencia y propiedad dieléctrica. En cuanto a la estabilidad dimensional, es aún más importante debido a los estrictos requisitos de inserción automática o montaje en superficie. Por ello, en los últimos años, cómo mejorar la Tg de la resina epoxi es la prioridad que persigue el sustrato.

Resina epoxi refractaria FR4

Las resinas epoxi tradicionales se enfrentan al fuego a altas temperaturas; si no hay un factor externo que extinga, continuarán ardiendo hasta que se queme el oxígeno o el nitrógeno del hidrocarburo en la molécula. Si se sustituye el hidrógeno por bromo en su molécula, una parte del compuesto de enlace carbono-hidrógeno combustible se puede transformar en un compuesto de enlace carbono-bromo no combustible, lo que puede reducir en gran medida su inflamabilidad. La inflamabilidad de esta resina bromada naturalmente aumenta mucho, pero reduce la adhesión entre la resina y el cobre y el vidrio, y en caso de incendio liberará gas bromo altamente tóxico, lo que traerá consecuencias adversas.

Epoxi Multifuncional (Epóxico de alto rendimiento)

El FR4 tradicional ya no es suficiente para las placas de circuitos de alto rendimiento actuales, por lo que se mezclan una variedad de resinas diferentes con la resina epoxi original para mejorar las diversas propiedades de su sustrato.

novolac

Las primeras resinas fenólicas que se introdujeron se denominaron novolacs, y los ésteres formados a partir de novolac y epiclorohidrina se denominaron novolacs epoxi, como se muestra en la figura 3.4. Al mezclar este polímero con resina FR4, se puede mejorar enormemente su resistencia al agua, resistencia química y estabilidad dimensional, y también se aumenta la Tg. La desventaja es que la dureza y fragilidad de la resina fenólica en sí son muy altas y fáciles de perforar, y se mejora la resistencia química, lo que dificulta la eliminación del pegamento causado por la perforación y causa problemas en el proceso de PTH multicapa.

Epoxi tetrafuncional

Otra adición común al FR4 es la llamada resina epoxi tetrafuncional. Se diferencia de la resina epoxi tradicional de 'doble función' en que tiene un puente espacial tridimensional, como se muestra en la Figura 3.5. Tg tiene una mayor resistencia energética a ambientes térmicos deficientes, y su resistencia a solventes, resistencia química, resistencia a la humedad y estabilidad dimensional son mucho mejores, y no tiene desventajas como Novolac. Fue introducido por primera vez por una fábrica de sustratos estadounidense llamada Polyclad. Otra ventaja de las cuatro funciones sobre Novolac es una mezcla más uniforme. Para mantener la comodidad de la eliminación de residuos de pegamento en placas multicapa, es mejor hornear este sustrato de cuatro funciones en el horno a 160 ° C durante 2 a 4 horas después de la perforación, de modo que la resina expuesta a la pared del orificio produzca oxidación. , y la resina oxidada es más fácil de corroer y también aumenta la polimerización adicional del puente de la resina, lo que también es útil para el proceso posterior. Debido a su fragilidad, se debe prestar especial atención al taladrar.

Ninguna de las dos resinas aditivas anteriores puede bromarse, por lo que la adición de FR4 general reducirá su resistencia a las llamas.

A. Polímero que consiste

Principalmente de la reacción de bismaleimida y metilenodianilina.

B.ventaja

La adaptación de la temperatura de la placa de circuito será cada vez más importante, algunas placas especiales de alta temperatura no son capaces de resinas epoxi, la Tg del FR4 tradicional es de aproximadamente 120 ° C, e incluso el FR4 de alta función solo alcanza 180-190 °C, lo que todavía está muy lejos de los 260 °C de la poliimida. Las buenas propiedades del PI a alta temperatura, como buena flexibilidad, resistencia al desgarro de la lámina de cobre, resistencia química, propiedades dieléctricas y estabilidad dimensional, son mucho mejores que las del FR4. No es fácil producir residuos de pegamento al perforar y la conexión entre la capa interior y la pared del orificio es naturalmente mejor que la del FR4. Y debido a su buena resistencia al calor, su tamaño cambia muy poco; en términos de cambios de dirección X e Y, es más favorable para la línea fina y no reducirá la adhesión entre la lámina de cobre debido a una expansión excesiva. En términos de dirección Z, puede reducir en gran medida la posibilidad de fractura de la capa de cobre de la pared del agujero.

C. Desventajas:

No es fácil bromar y no es fácil cumplir con los requisitos de retardante de llama de UL94 V-0. La fuerza adhesiva entre la capa y la capa misma, o entre la lámina de cobre, es pobre, no tan fuerte como la resina epoxi, y la flexibilidad es pobre.

Tiene un mal rendimiento a temperatura ambiente y tiene propiedades higroscópicas, mala adherencia y ductilidad. d. El disolvente utilizado en el barniz (también conocido como pegamento crudo, resina líquida) tiene un alto punto de ebullición, no es fácil de terminar y es fácil producir el fenómeno de delaminación a alta temperatura. Y la liquidez no es buena, presionar no es fácil para llenar los rincones muertos. mi. El precio actual sigue siendo muy caro, aproximadamente 2 o 3 veces más que el FR4, por lo que solo se pueden utilizar placas militares o placas Rigid Flex. En la especificación MIL-P-13949H del ejército de EE. UU., el código del sustrato de resina de poliimida es GI.3.1.2.4 Politetrafluorón (PTFE)

El nombre completo es Politerafluoroetileno, y el producto con el que se extrae la fibra de PTFE se llama Teflón Teflón, que se caracteriza por su alta impedancia y no puede ser reemplazado para fines de comunicación por microondas de alta frecuencia 'GT', 'GX' y 'GY' tres materiales, son del tipo refuerzo de fibra de vidrio, su sustrato comercial es fabricado por la empresa 3M, este material no se puede producir en grandes cantidades, las razones son: A. Problemas de adhesión de la resina de PTFE y la fibra de vidrio; Esta resina es difícil de penetrar en la viga de vidrio, debido a su fuerte resistencia química, muchos procesos húmedos no pueden hacer que reaccione y se active, la pared del orificio de cobre obtenida durante el revestimiento a través del orificio no se puede fijar al sustrato, es difícil para pasar la prueba de resistencia sólida 4.8.4.4 en MILP-55110E. Debido a que el haz de vidrio no está lleno de resina, es fácil que se produzca cobre en el vidrio (mecha) cuando se recubre a través del orificio, lo que afecta la confiabilidad de la placa. B. La estructura molecular de este material de tetrafluoroetileno es muy fuerte y no puede ser atacada por métodos mecánicos o químicos generales, y solo se utiliza el método de electrolechada para la corrosión inversa. C. La Tg es muy baja, sólo 19 grados c, por lo que es flexible a temperatura ambiente, y además hace que la adherencia y estabilidad dimensional de la línea no sea buena. La tabla es una comparación de las propiedades del sustrato de cuatro resinas diferentes. 3.1.2.5 Resina BT/EPOXI

La resina BT también es una resina termoendurecible, desarrollada por Mitsubishi Gas Chemical Co. en Japón en 1980. Está hecha de bismaleimida y monómero de resina Trigzine. La reacción se muestra en la Figura 3.8. La resina BT generalmente se mezcla con resina epoxi para formar el sustrato. A. Ventajas

a. El punto Tg es tan alto como 180 ℃, la resistencia al calor es muy buena y la resistencia al pelado y la resistencia flexible de la placa BT y la lámina de cobre también son ideales. Puede ser un tratamiento refractario para cumplir con los requisitos de UL94V-0. do. La constante dieléctrica y el factor de dispersión son pequeños, por lo que resulta muy ventajoso para placas de transmisión de alta frecuencia y alta velocidad. Buena resistencia química y resistencia a los disolventes e. buen aislamiento B. La placa de circuito diseñada por a. COB suavizará la superficie de la placa y provocará fallas en los cables debido a la alta temperatura del proceso de unión de cables. Los paneles BT/EPOXY de alto rendimiento pueden superar esto. b. BGA,PGA, en las pruebas de empaques de semiconductores como MCM-L, hay dos problemas comunes muy importantes, uno es el fenómeno de fuga o CAF (filamento anódico conductor), y el otro es el fenómeno de las palomitas de maíz (impacto por humedad y alta temperatura). ). 3.1.2.6 La resina de éster cianato se utilizó por primera vez en sustratos de PCB en 1970 y actualmente la fabrica Chiba Geigy. La fórmula de la reacción se muestra en la Figura 3.9. A. Ventajas A. La Tg puede alcanzar los 250 ℃, que se utiliza para tableros multicapa muy gruesos b. Se puede aplicar una permitividad muy baja (2,5 ~ 3,1) a productos de alta velocidad.

B. Problema A. Alta fragilidad después del endurecimiento. b. Sensible a la humedad e incluso puede reaccionar con el agua. 3.1.2 Fibra de vidrio 3.1.2.1 Introducción La función de la fibra de vidrio en el sustrato de PCB es la de material de refuerzo. Existen otros materiales de refuerzo para el sustrato, como sustratos de papel, fibras Kelvar (poliamida) y fibras de cuarzo. En esta sección sólo se analizan las fibras de vidrio más grandes. El vidrio en sí es una mezcla y su composición se muestra en la tabla. Se trata de una serie de sustancias inorgánicas fusionadas a alta temperatura y luego enfriadas trefilando alambre hasta formar un objeto duro con una estructura amorfa. Esta sustancia se ha utilizado durante miles de años. El uso de fibras se remonta al siglo XVII. Fueron los esfuerzos conjuntos de investigación de Owen-Illinois y Corning Glass Works los que llevaron a la formación de Owens-Corning Fiberglas Corporation en 1939. 3.1.2.2 La fibra de vidrio se puede dividir en dos tipos de fibra de vidrio, uno es fibra continua (continua) y el otro es fibra discontinua (discontinua), la primera se usa para tejer tela de vidrio (Tela), la segunda se convierte en lámina de vidrio Mat (Mat).FR4 y otros sustratos, es decir, se usa el primero, el sustrato CEM3 es usado

A. Características de la fibra de vidrio La composición del vidrio fundido original es diferente, afectará las características de la fibra de vidrio, la diferencia de los diferentes componentes, la tabla tiene una diferencia detallada y cada uno tiene sus propias aplicaciones únicas y diferentes. Según la diferente composición (ver tabla), el grado de vidrio se puede dividir en cuatro productos: grado A para alto contenido alcalino, grado C para resistencia química, grado E para uso electrónico y grado S para alta resistencia. El vidrio de clase E utilizado en la placa de circuito se debe principalmente a que sus propiedades dieléctricas son mejores que las de los otros tres.

Algunas características comunes de las fibras de vidrio se describen a continuación:

a. Alta resistencia: en comparación con otras fibras textiles, el vidrio tiene una resistencia extremadamente alta. En algunas aplicaciones, la relación resistencia/peso incluso supera la del alambre.b. Resistencia al calor y al fuego: La fibra de vidrio es inorgánica y por tanto no arde. Resistencia química: Resistente a la mayoría de los productos químicos, pero tampoco al moho, la infiltración bacteriana y los daños causados ​​por insectos. Resistencia a la humedad: El vidrio no absorbe agua y conserva su resistencia mecánica incluso en ambientes muy húmedos. Propiedades térmicas: La fibra de vidrio tiene un coeficiente de expansión lineal muy bajo y un alto coeficiente de conductividad térmica, por lo que tiene un excelente desempeño en ambientes de alta temperatura. Propiedad eléctrica: debido a la no conductividad de la fibra de vidrio, es una buena elección como material aislante. Lo más importante del vidrio de clase E seleccionado para el sustrato de PCB es su excelente resistencia al agua. Por lo tanto, en un ambiente muy húmedo y hostil, aún conserva muy buena transitividad eléctrica y estabilidad dimensional. - Producción de telas de fibra de vidrio: La producción de telas de fibra de vidrio es una serie de procesos de inversión enormes y profesionales, que no se analizan en este capítulo. 3.2 El diseño inicial de la línea de lámina de cobre (lámina de cobre) es grueso y ancho, los requisitos de espesor no son exigentes, pero evolucionaron al ancho de línea actual de 3,4 mil, o incluso más fino (ahora hay fábricas en China para desarrollar un ancho de línea de 1 mil). Los requisitos de resistencia son estrictos. También se especifican en detalle la resistencia al desgarro, el perfil de la superficie, etc. 3.2.1 Lámina de cobre tradicional 3.2.1.1 El método de laminado (método laminado o forjado) se fabricaba a partir de bloques de cobre mediante laminación múltiple, y el ancho del laminado estaba limitado por la tecnología y era difícil cumplir con los requisitos del sustrato de tamaño estándar (3 pies *4 pies). Y es fácil causar desechos en el proceso de laminación, porque la rugosidad de la superficie no es suficiente, por lo que la capacidad de combinarse con la resina no es buena, y la tensión en el proceso de fabricación debe atenuarse mediante tratamiento térmico o recocido, por lo que su costo es mayor. R. Ventajas. a. Alta ductilidad, excelente confiabilidad para FPC en entornos dinámicos. Las superficies de perfil bajo con bordes de superficie baja son un nicho para algunas aplicaciones de electrónica de microondas. B. Desventajas. a. Mala adherencia al sustrato. b. Alto costo. do. El ancho está limitado por problemas técnicos. 3.2.1.2 El método de electrodeposición es la lámina de cobre más comúnmente utilizada sobre el sustrato: cobre ED. Utilizando una variedad de alambres y cables desechados para fundirlos en una solución de recubrimiento de sulfato de cobre, en un gran baño de recubrimiento subterráneo profundo y especial, la distancia entre ánodo y cátodo es muy corta, a una solución de recubrimiento por impulso de muy alta velocidad, con una alta densidad de corriente de 600 ASF La capa de cobre cristalino columnar está revestida en la superficie y es muy lisa y pasivada. Tambor de acero inoxidable El tambor, debido a que el tambor de acero inoxidable pasivado en la capa de cobre no es bueno, por lo que la superficie enchapada se puede arrancar de la rueda, por lo que la capa de cobre continua enchapada puede tener diferentes espesores de lámina de cobre según la velocidad del Rueda, densidad de corriente, fijada a la superficie lisa de lámina de cobre del lado del tambor, llamada lado del tambor. La superficie cristalina rugosa del otro lado del baño se llama lado mate. Esta lámina de cobre: ​​A. ventajas a. precio barato b. Disponible en varios tamaños y espesores. B. Desventajas. a. mala ductilidad. b. Tensión extremadamente alta, incapaz de doblarse y fácil de romper. 3.2.1.3 Unidad de espesor

Generalmente, para calcular el costo y facilitar el precio, el peso por pie cuadrado se utiliza como unidad de cálculo de espesor, por ejemplo, 1,0 onza (oz) se define como un área de pie cuadrado cubierta con una lámina de cobre que pesa 1 oz ( 28,35 g) del espesor de la capa de cobre. Conversión de unidades 35 micras o 1,35 mil. El espesor general de 1 oz y 1/2 oz y la lámina de cobre ultrafina pueden alcanzar 1/4 oz o menos. 3.2.2 Introducción y dirección de desarrollo de la nueva lámina de cobre 3.2.2.1 Lámina de cobre ultrafina

En términos generales, la lámina de cobre delgada se refiere a 0,5 oz (17,5 micrones) a continuación, y el grosor de las tres tablas se llama lámina de cobre ultrafina a 3/8 oz a continuación porque es demasiado delgada y no es fácil de operar, por lo que necesita agregue un portador para realizar varias operaciones (llamada lámina de cobre compuesto), de lo contrario es fácil causar daños. Se utilizan dos tipos de soportes, uno es la lámina de cobre ED tradicional como soporte, con un espesor de aproximadamente 2,1 mil. Otro tipo de soporte es el papel de aluminio, de aproximadamente 3 mil de espesor. El soporte debe retirarse antes de su uso. Uno de los problemas más difíciles con la lámina de cobre ultrafina es su 'porosidad' o porosidad, porque es demasiado delgada para llenarse completamente cuando se galvaniza. El remedio es reducir la densidad de corriente y adelgazar los cristales. Se requiere una lámina de cobre ultrafina para líneas finas, especialmente de menos de 5 mil, para reducir la sobrecorrosión y la corrosión lateral durante el grabado. 3.2.2.2 Lámina de cobre enrollable Para la línea ultrafina de lámina de cobre delgada, la superficie de contacto entre el conductor y el sustrato aislante es muy pequeña, cómo resistir la enorme diferencia en el coeficiente de expansión térmica entre los dos y aún mantener una adhesión suficiente Sin embargo, confiar completamente en el engrosamiento de la superficie de la lámina de cobre no es suficiente, y la estructura cristalina de la lámina de revestimiento de cobre de alta velocidad es rugosa cuando la soldadura a alta temperatura es fácil de causar La fractura XY también es un problema difícil de resolver. La lámina de cobre laminada, además del cristal fino, tiene otra ventaja: la tensión es muy baja. La tensión de la lámina de cobre ED es alta, pero más tarde, en la industria de placas de circuito, la tensión de cobre primario o secundario no es tan alta. Como resultado, la delgada línea se rompe fácilmente cuando cambia la temperatura. Entonces, enrollar una lámina de cobre es una solución. Por consideraciones de costos, también es una opción la alta ductilidad de la lámina de cobre Grado 2, Tipo E o Grado 2, Tipo E HTE. La mayoría de los fabricantes internacionales de láminas de cobre están comprometidos a desarrollar productos de cristal fino ED para resolver este problema. 3.2.2.3 Tratamiento superficial de láminas de cobre Un tratamiento tradicional Después de que la lámina de cobre ED se retira del tambor, continuarán los siguientes pasos de procesamiento: A. Etapa de unión: el cobre se recubre rápidamente en el lado mate con una corriente alta en un poco tiempo. Su apariencia es como la de un tumor, que se llama 'Nodulización' y 'Nodulización'. El propósito de la nodulización es aumentar el área de superficie y su espesor es de aproximadamente 2000 ~ 4000 A b. Tratamientos de barrera térmica: una vez completado el tumor, se coloca una capa de latón (Gould), patente de la empresa, llamado tratamiento JTC), o zinc (el zinc es una patente de la empresa Yates, llamado tratamiento TW). También está niquelado y su función es actuar como capa resistente al calor. El dicy en la resina atacará la superficie de cobre a alta temperatura y generará aminas y agua, lo que hará que la adherencia caiga cuando se genere agua. La función de esta capa es prevenir la reacción anterior y su espesor es de aproximadamente 500 ~ 1000 A c. Después del tratamiento de Estabilización-resistente al calor, se realiza la 'Cromación' final. La superficie lisa y la superficie rugosa se toman al mismo tiempo como un efecto antiincrustante y antioxidante, también llamado 'pasivación' o 'tratamiento antioxidante'. El doble tratamiento se refiere a una superficie rugosa y la superficie rugosa es un tratamiento rugoso, estrictamente hablando, la aplicación de este método tiene 20 años de historia, pero hoy con el fin de reducir el COSTO del tablero multicapa y más usuarios. El método de tratamiento tradicional descrito anteriormente también se lleva a cabo en la superficie lisa, de modo que se aplica al sustrato interno, lo que puede eliminar el tratamiento de acabado de cobre y los pasos negro/marrón antes de presionar la película. Una empresa de sustratos de láminas de cobre Polyclad en los Estados Unidos desarrolló un método de tratamiento, llamado lámina de cobre DST, y su método de tratamiento tiene el mismo efecto maravilloso. Este método es rugoso en la superficie lisa, la superficie se presiona sobre la película, la superficie de cobre del sustrato fabricado es rugosa, por lo que también es útil para el posprocesamiento. Tratamiento de silicificación (perfil bajo) El tratamiento tradicional de la superficie rugosa de la lámina de cobre de la rugosidad del perfil del diente (borde) (picos y valles) no es bueno para la fabricación de líneas finas (afecta solo el tiempo de grabado, lo que resulta en un grabado excesivo), por lo que Hay que intentar reducir la altura del borde. La lámina de cobre Polyclad DST anterior, que se trata con una superficie lisa, mejora este problema, y ​​un tratamiento de silano orgánico, que se agrega al tratamiento convencional, también puede tener este efecto. También crea un enlace químico que ayuda con la adhesión. 3.3.3 Clasificación de la lámina de cobre.

La lámina de cobre se divide en dos tipos según IPC-CF-150, lámina de cobre galvanizada de mesa TIPO E, lámina de cobre laminada de mesa TIPO W, y luego se divide en ocho grados, de clase 1 a clase 4 es lámina de cobre galvanizada, de clase 5 a clase 8 es una lámina de cobre enrollada. La clase de tipo y el código se enumeran en la tabla.

3.4PP (película Preimpregnada) 'Prepreg' es una abreviatura de 'preimpregnado', lo que significa que la fibra de vidrio u otra fibra está impregnada de resina y está parcialmente polimerizada. En este momento, la resina se encuentra en la etapa B. El preimpregnado también se denomina 'hoja de unión' 3.4.1 proceso de producción de película

3.4.2 Control de calidad del proceso Durante el proceso de fabricación, también se deben analizar el tiempo de gel, el flujo de resina, la prueba del contenido de resina, los componentes volátiles y los componentes Dicy para garantizar una calidad estable. 3.4.3 Condiciones de almacenamiento y vida útil La mayoría de los sistemas EPOXY deben almacenarse a temperaturas inferiores a 5 °C y tienen una vida útil de aproximadamente 3 a 6 meses. Después de almacenarse más allá de este período, se deben sacar y analizar en 3.3.2 para determinar si se pueden reutilizar. Cada preimpregnado de marca puede consultar la hoja de datos que proporciona como base para su funcionamiento. 3.4.4 La relación entre los tipos de película comunes, el contenido de adhesivo y el espesor de cruing se muestra en la tabla.

3.4 Las tendencias presentes y futuras del sustrato hacen que el sustrato evolucione continuamente con dos fuerzas impulsoras principales (fuerza impulsora), una es la miniaturización y la otra es la alta velocidad (o alta frecuencia). 3.4.1 Minimización como teléfonos móviles, PDA, tarjetas PC, posicionamiento de automóviles y sistemas de comunicación por satélite. Estados Unidos es un país líder en tecnología de vanguardia, y la evolución futura de Chip and Package según lo proyectado por la Semiconductor Industry Association (consulte las tablas (a) y (b)) muestra los desafíos que enfrentan los sustratos. 3.4.2 Alta frecuencia A partir de la evolución de las computadoras personales, se puede ver que la generación de CPU se alterna cada vez más rápido y, por supuesto, los consumidores no deberían estar ocupados, ya que el público es algo bueno. Sin embargo, la producción de PCB sigue aumentando. Debido a la alta frecuencia, se requiere que el sustrato tenga valores Dk y Df más bajos. Finalmente, la tabla resume la evolución actual y futura de algunas características de los PCB.