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1、十一、 PCB 材料、辅材及相关工艺1. 覆铜板、銅箔基板(Copper Clad Laminate; CCL )2. 线路油（抗蚀剂）3. 阻焊剂印刷電板(Printed Circuit Boards)l PCB (Printed Circuit Board)，中文稱為”印刷電板” 或PWB（ Printed Wire Board)，用印刷技術製作的電產品。它取代1940 代以前以銅線配電的方式，使大生產複製速加快，產品體積縮小，方 性提昇單價低等優點。l 将电子零器件的连接线路以印刷或影印的方式呈现于绝缘基材的表面或 内部，称之为PCB。基本性能： 耐热 高机械强度 低电阻 低杂讯 层间、
2、线间 绝缘性优良 有好的可組裝性(結到下一級封裝) 。Whats PCB?流行方向：高密度化（高分辨率）、超薄化、多层化、柔性化未来发展：光电子信号接口、光学信号接口、生物信号接口。印刷電板的分印刷電板結構分The thin copper-clad laminate used for innerlayers is cut to size, baked to remove stresses and the surface cleaned to remove any contaminants from the copper surface.In imaging, the circuitry is
3、transferred to the thin core panels. The first step is to hot roll laminate an ultraviolet light sensitive dry photopolymer resist to the panels.光固化Buried ViasBlind Vias多層PCB電板導通孔結構趨勢線製作程印制电路板的种类電板基板材種基板材細分紙基材銅箔基板紙基材酚醛樹脂銅箔基板、紙基材聚酯銅箔基板 、紙基材環氧樹脂銅箔基板複合基板Composit銅箔基板(CEM-1, CEM-3)玻璃纖維布銅箔基板玻纖布基材含浸環氧樹脂銅箔基
4、板、玻纖布基材含 浸耐然環氧樹脂銅箔基板（FR-4）、高耐熱性基材 環氧樹脂銅箔基板、玻纖布基材含浸亞醯胺樹脂銅 箔基板軟硬板Polyester Base銅箔基板（軟板）、Polyimide銅 箔基板（軟板）、綜合材質軟硬板。PCB基板分类印刷電板之前身銅箔基板(Copper Clad Laminate, CCL) 是由各種補強材(玻璃纖維布)，基材(高分子樹脂)及銅箔所構成。銅箔基板（CCL）是電子產業中應用最多的複合材，主要是以樹脂（包括環 氧樹脂、酚醛樹脂、聚亞醯胺樹脂等）加入補強性的材（玻璃布、絕緣紙等 ），在高溫高壓環境下，於單面或雙面覆加銅箔而成，其中銅箔係作為各項電 子組件的線接
5、導體用，而補強材形成的積層板則做為支撐與絕緣之用 。銅箔基板為PCB的重要上游原，生產過程中乃用各種具絕緣性與支撐性 的材質，透過樹脂黏合片疊合形成積層板，再於表面覆加銅箔而得名。覆铜板的典型流程：覆铜板Prepreg胶液配玻纤布铜箔压合熱壓合 PRESSING疊合 BOOKING PLY UP 疊片銅箔無塵室烘箱 OVEN切 割 Cutte r含浸 Impregnating玻纖布 Class cloth原料混合 Mixing溶劑硬化劑英文名为“Prepreg”又有人称之为“bonding sheet” （粘接片）、半固化片。是 含 浸 机 生 产 的 成 品 。印刷电路板材质銅箔基板是構成印
6、刷電板的主要材它是基材加入補強材疊合製成板(Laminate)再於表面貼合銅箔而成 。u基材一般係指高分子樹脂(resin)而言，常用的有環氧樹脂(epoxy) 、酚醛樹脂(phenolic resin)、聚胺甲醛(melamine)、矽酮(silicon) 及鐵氟(Teflon)等。配合固化交联剂。u補強材料則有玻璃纖維布(glass cloth)、玻璃纖維蓆(mat)、絕緣 紙(paper)甚至帆布(canvas)、亞麻布等。u銅箔(copper foil)，係在一浸漬於酸電解液的滾上鍍銅，電鍍銅膜之好處是在電鍍過程中，表面趨於粗糙，容與基材板貼合。树脂种类 酚醛树脂（ Phenolic
7、） 环氧树脂（ epoxy ） 聚酰亚胺树脂（ Polyimide ） 聚四氟乙烯（Polytetrafluorethylene，简称PTFE或称TEFLON） B一三氮 树脂（Bismaleimide Triazine 简称 BT ） 皆为热固型的树脂（Thermosetted plastic resin）。传统型树脂组成成份n 硬化剂 -双氰胺 Dicyandiamide简称Dicyn 催化剂 (Accelerator)-2- Methylimidazole ( 2-MI )n 溶剂 -Ethylene glycol monomethyl ether（乙二醇甲醚） Dimethyl for
8、mamide (二甲基甲酰胺) 及稀释剂 Acetone ,MEK。n 填充剂(filler) -碳酸钙、硅化物、 及氢氧化铝 等增加难燃效果。 填 充剂可调整其Tg.環氧樹脂與硬化劑反應後其硬化物具備以下特性：1.硬化時，沒有揮發物，收縮小，尺寸安定性好。2.卓越的電氣性質和機械性質。3.耐水及耐化學藥品性。4.與屬、木材、混凝土、陶瓷、玻璃等材質的接著強。5.硬、堅韌、耐磨性優越。6.具多樣性，選擇同硬化劑，可得各種同性質的硬化物。7.可選擇添加各種稀釋劑、變性劑、填充劑等，改善性質。8.貯存安定性高。各种环氧树脂基料各种环氧树脂结构邻甲酚醛环氧树脂氟化环氧树脂溴化环氧树脂铜箔的分类按 生
9、产工艺 分为两个类型 TYPE E -电镀铜箔; TYPE W-压延铜箔按八个等级分 class 1 到 class 4 是电镀铜箔; class 5 到 class 8 是压延铜箔.一般基材板所使用的銅箔，以電解銅箔（ED Foil）為大宗；而HTE銅 High Temperature Elonga-tion；Grade 3）或LP銅箔（Low Profile）則 是少對物性相當講究的高階多層板才會使用。至於在銅箔厚上，以0.5盎 斯（OZ ; 0.7mil）及1盎斯的使用最大，而者最大區隔在於：前者主要 用於多層板外層的大型壓合製程，後者使用則在單雙面板及薄基板（Thin Core）的應用
10、較廣。電解銅箔由於面粗糙同，較粗糙的一面再經處後，與預浸基材 熱壓時，可和樹脂產生很大接著，較適合做為FR-4等硬質銅箔基板之原 。壓延銅箔因無粗糙面，雖經處，其和樹脂之接著仍要比電解銅箔低， 但因其物性較同重的電解銅箔為高，且無電鍍製程之內部應存在，抗彎 曲的程較佳，一般用於軟性基板。覆铜板常见缺陷擦花、凹痕、织纹显露、杂物覆铜板未来发展趋势近年来,由于电子产品朝小型化,多功能化及高可靠性方面发展.对PCB用覆铜板提出了更高的要求.主要表现在以下几方面： 高Tg 低介电常数 无卤阻燃产品 耐UV 薄型化 高尺寸安定性玻璃纤维的特性u高强度 u耐热阻燃 u抗化性 u防潮 u热性质稳定 u绝缘性
11、能良好玻璃纤维布的发展趋势nLOW Dk（NE玻璃4.4 Vs普通玻璃6.6）nHIGH Dk （高铅玻璃15）n超薄玻纤布（最薄 24 micrometer)n开纤布和起毛布n过烧布n耐热布（改进处理剂）玻璃纖維布之別以補強材作Base區分，凡用到電子級玻纖布的CCL有：FR-4, FR-5, G-10, G-11, CEM-1, CEM, Polyimide及PTFE等。FR-4基板一般是指雙面銅箔基材板，係國內目前用最多的種 ，也有單層與多層的。所謂FR-4雙面基材板是由8張7628的玻璃 纖維布，經耐燃性環氧樹脂含浸成預浸材，再經由壓合程序而得的 常用板材。FR-4是耐燃性積層板中最有
12、名且用也最多的一種， 其命名出自NEMA規範LI1-1988中，其耐燃性至少要符合UL94的 V-1等級。CEM-1與CEM-3也有用到玻璃纖維布加強。CEM-1係指外層 與銅箔直接結合者，仍維持張7628玻璃纖維布，而中層則是由 “纖維素”(Cellulose)含浸環氧樹脂形成整體性的“核材”(Core Material)。CEM-3則是除上、下張7628外，中層則為織布 之短纖玻纖蓆，再含浸環氧樹脂所成的核材。另外介紹種FR-4基板的基本構成材：Prepreg與Thin core。它們是製造多層板之基本材，分別添隔在其間， Prepreg係指玻璃 布（一層）與環氧樹脂的預浸材。Thin c
13、ore則是由13層玻璃纖維 布含浸耐燃性環氧樹脂及張銅箔壓合而成。其厚可從0.1mm至 0.38mm等，共分8種。玻璃纖維布之特性1. 布面處採高性能陽子胺基矽烷偶合配方，與環氧樹脂接合性佳 ，可提高基材之含浸性、基板高耐熱性及優的抗麻斑性能，並可提供 抗CAF高性能布及可射鑽孔用玻纖布。2. 布面張、強、組織控制均勻，增加尺寸安性及確保鑽孔品質。3. 彎緯低、經緯縮穩定、柔軟佳，低板翹及板扭。4. 大捆布、接頭比低，提昇客戶生產效。玻璃纖維布之材成分玻璃纖維布之製程印刷電板材質之選用原則1. 玻璃轉換溫(glass transition temperature, Tg) 聚合物在常溫下為堅硬
14、且具有脆性，但在一定的高溫下會變的 柔軟，此溫稱為玻璃轉換溫。Tg越高越好，表示該材受 熱後的變化比較穩定。2. 軸膨脹係(Z-axis coefficient of thermal expansion,CTE) 板材之Z軸膨脹將影響貫孔銅壁的可靠，膨脹係越小多層印 刷電板的可靠越好。 3. 尺寸安定性(dimension stability) 板材之X/Y軸受熱膨脹而產生尺寸變，將影響表面黏裝件的 可靠。 4. 銅箔抗撕強(peel strength) 表示銅箔與基板之附著，以環氧樹脂板材作為基準，其值 越大價錢越貴。5. 介質常(dielectric constant)凡板材之介質常越低，
15、訊號傳輸速越快，在高頻時越容 產生雜訊。6. 耐然性(flammability)依UL等級分，從最低之HB(horizontal burning), V2( vertical burning)， V1 ，V0 (最高級)。7. 製性(processability)各種板材在生產線製作之難程，以環氧樹脂板材作為基準 ，與環氧樹脂板材差越大，值越小。8. 板材價格(price)以環氧樹脂板材作為基準，其值越大價錢越貴。1覆铜板的种类与选用覆以铜箔的绝缘层压板称为覆铜箔层压板，简称覆铜板。它是用腐蚀铜 箔法制作电路板的主要材料。覆铜箔层压板的种类很多，有纸基板、玻璃 布板、酚醛板、环氧酚醛板、聚酸亚胶板、聚四氟乙烯板等。（1）覆铜板的种类1）酚醛纸基覆铜板。其特点是板价格低，械强度低，易吸水，耐高温 性能差。主要用于低频和一般民用产品中，如收音机、电视机等产品使用 较多。2）环氧酚醛玻璃布覆铜板。这类覆铜板耐温性好，受潮湿影响小，电 气和机械性能良好，加工方便，一般用于高温、高频电子设备，恶劣环境 和超高频电路中。3）环氧玻璃布覆铜箔板。与环氧酚醛覆铜板相比，具有较好的机械加 工性能，防潮性良好，工作温度较高。4）聚四氟乙烯玻璃布覆铜箔板。此种板电性能、化学性能均好，温度 范围宽，介质损耗小，常用于微波、高频电路中（2）铜箔厚度印刷电路板铜
