PCB板材的基本分類

來源:一博自媒體 時間:2019-11-25 類別:微信自媒體
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文 |  周偉

經常問一些客戶或朋友,你們的PCB用的材料是什么?通常得到的回答是FR4,好吧,當我沒問,我還是不知道具體是什么材料。所以很有必要再來科普一下PCB板材的相關分類,這個也只是基于我們常用的一些應用而言。

在正式介紹材料分類前,大家還是先看看東哥寫的這篇PCB的筋骨皮,里面其實也已經介紹了PCB的一些構成以及材料的分類,為了不把問題擴大化,我們還是僅局限在大部分的應用中,主要圍繞FR4相關來展開。

我們所說的板材通常指的是基材,它最終其實是由銅箔和黏合片(為了方便介紹,我們暫時用P片,Prepreg來表示)構成,而銅箔和P片又根據不同的應用有很多的分類,今天我們只介紹和FR4相關的一些樹脂體系分類,后面看情況再介紹其他的一些樹脂體系。

FR4是以環氧或改性環氧樹脂作為黏合劑,玻纖布作為增強材料的一種,也就是說只要使用這種體系的材料都可以叫做FR4,所以FR4是這種樹脂體系的統稱。目前使用FR4材料的印制板是當前全球產量最大,使用最多的一類印制板,現在知道為什么有人回答使用FR4其實還是不知道用的哪個材料了吧!打個比方,你女票一直使用迪奧的口紅,一天突然心血來潮讓你幫她買支,你以為是個送分題,心想這還不簡單,表現的機會來了,興沖沖到了商場才發現這是個“送命題”。
 
一番糾結之后只能憑著鋼鐵直男的第六感買了支普通粉色少女系(都是口紅啊),結果可想而知。
 
通常,FR4會根據以下幾種類型來分類。

1、按照玻纖布編織命名分類,比如:

106、1067、 1080、1078、2116、2113、3313、7628等
這些是常用玻璃布的類型,當然還有其他的,每種玻璃布在IPC規范里面都有定義,所以不同廠家使用的同種玻璃布型號,基本上也是差異不大的,因為玻璃布也有很多廠家,但不同的廠家提供的同種類型玻璃布都必須符合IPC規范的要求,否則這個就沒法玩了(順便劇透一下,大家在開篇的問題里提到希望講解關于材料的一些IPC規范要求,正好我們的隊長是IPC中國設計師理事會副主席,而被PCB事業耽誤了的武俠作者東哥也是IPC中國理事會成員,后續東哥會專門整理和材料相關的一些IPC規范和大家分享)。

2、按照玻璃類型分類

E玻璃(E-glass):E代表electrical,意為電絕緣玻璃,是一種鈣鋁硅酸鹽玻璃,其堿金屬氧化物含量很少(一般小于1%),故又稱無堿玻璃,具有高電阻率。E玻璃現已成為玻璃纖維的最常用成分,很多材料如果沒有特別指定的話一般都是用的E-glass。

NE玻璃(NE-glass):又叫low-Dk玻璃,是由日本日東紡織株式會社研發的低介電纖維玻璃,其介電常數ε(1MHz)為4.6(E玻璃為6.6),損耗因子tanδ(1MHz)為0.0007(E玻璃為0.0012),常見的使用NE-glass的材料如M7NE、IT968SE和IT988GSE等。

3、按照供應商所用樹脂體系及其性能分類:

聯茂Iteq: IT180A/IT170GRA1/IT958G/IT968/IT968SE/IT988GSE
臺耀Tuc:Tu 862HF/Tu872LK/Tu872SLK/Tu872SLK-SP/Tu883/Tu933+
松下Panasonic: Megtron4/M4S/Megtron6/M6G/M7E/M7NE 
Park Meteorwave系列:MW1000/2000/3000/4000/8000
生益ShengYi: S1000-2(M)/ S7439/S6等
Rogers:  RO4003/RO3003/RO4350B (射頻材料)等;
(上面都是一些常用的,就不一一例舉了)。

4、按照損耗級別分類

可以分為普通損耗板材(Df≥0.02)、中損耗板材(0.01<Df<0.02)、低損耗板材(0.005<Df<0.01)、超低損耗板材(Df<0.005)等,這些都是根據材料的Df值來分的,這里分的比較粗放,也只是一個大概的分類,不同人可能會有不同的分類區間。

5、按照阻燃性能分類

阻燃型(UL94-VO,UL94-V1) 和  非阻燃型(UL94-HB級)

當然也還有其他的一些分類法,在此就不一一拓展了,看了上面的介紹,回到我們文章前面的問題,大家通常使用什么板材呢?我當然希望聽到的是某供應商所用樹脂體系和性能對應的材料名稱,比如IT180A/S1000-2/IT968/M4S等。最后,敲黑板劃重點來了,按照不同損耗及不同廠家的材料名稱,我們做了如下的一個材料金字塔,主要還是基于損耗比普通FR4小的常用中高速板材,而普通的FR4,比如IT180A、S1000-2/M、Tu752/768等,這些Df基本上差異不大,也是我們目前使用最多的幾種Hi-Tg板材。
備注:以上材料,排名不分先后,同時部分材料沒有更新上去。
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