聚酰亚胺玻璃纤维板
发布时间:2012/10/3 22:18:26 访问次数:2045
假设两种DA226U基板材料同处于150℃温度下，从图3.6查到环氧玻璃纤维板FR-4在150℃时的热膨胀量为0.02cm/cm，而聚酰亚胺玻璃纤维板在150℃时的热膨胀量仅为0.0015cm/cm。我们知道环氧玻璃纤维板和聚酰亚胺玻璃纤维板在玻璃转变温度以下时，其CTE数值是比较接的，那么为什么在150℃时，两者的热膨胀量又如此悬殊呢？其原因是环氧玻璃纤维板的玻璃转变温度为125℃，而聚酰亚胺玻璃纤维板的玻璃转变温度为250℃，因此在125℃以上时FR-4材料的CTE随温度已成指数上升，而聚酰亚胺玻璃纤维在150℃时CTE仍近似为常数。
从以上的分析可知，在选择电路基板材料时，玻璃转变温度确实是重要的参数之一，在实施无铅工艺后，美国电路板协会(IPC)基板材料委员会，针对无铅制程的要求订定新规范。新版IPC-4101B中规定：Tg可分为一般级Tg (110℃～150℃)，中等级Tg (150℃～170℃)，高等级Tg（大于170℃）三大类，无铅制程应选用中等级以上级别的Tg以适应高温焊接的需要。
总之，Tg高的SMB具有下列优点：SMB钻孔加工过程中，有利于钻制微小孔，低Tg的板材钻孔时会因高速钻孔严生大量的热能，而引起板材中树脂软化以致加工困难。Tg高的SMB在较高温度环境中仍具有相对较小的CTE，与片式元器件的CTE相接近，故能保证产品可靠地工作。特别是随着FQFP、BGA、CSP等多引脚器件的问世，对SMB要求越来越高。元器件经高温焊接后，SMB的热变形会对元器件产生较高的热应力，因此，在选择电子产品的PCB基材时应适当选择Tg较高的基材。
(2)热膨胀系数(CTE)
任何材料受热后都会膨胀，高分子材料通常高于无机材料，当膨胀应力超过材料承受限度时，会对材料产生损坏。热膨胀系数是指环境温度每升高l℃单位长度的材料所伸长的长度，CTE定量描述材料受热后膨胀的程度，单位为10-6/℃。 对于多层板结构的SMB来说，其X.】，方向（即长、宽方向）的CTE与Z方向（厚度）的CTE存在差异性。因此当多层板受热时，Z方向中的金属化孔就会因膨胀应力的差异而受到损坏，严重时会造成金属化孔发生断裂。为什么会发生这么严重的后果呢？让我们分析一下多层板的结构与制造工艺：多层板是由几片单层“半固化树脂片”热压制成的，半固化树脂片则是由玻璃纤维布浸渍环氧树脂后，加热烘烤使环氧玻璃纤维布处于半固化状态，然后特半固化片逐层叠加起来，如需要做内层电路，还应按要求放置内电路铜箔，最后将叠加好的几层半固化片热压成型，冷却后再在需要的位置上钻孔并进行电镀处理，最后生成电镀通孔并称为金属化孔。由于基板上钻孔后的孔壁几乎就是环氧树脂，它与镀铜层的结合力不会很高。1一般金属化孔的孔壁厚仅为25ym，且铜层致密性不会很高，金属化孔制成后，也就实现了SMB层与层之间的互连，早期多层板的结构却对金属化孔的结构留下一定的隐患，即半固化片中因受玻璃纤维布的增强作用以及名层铜布线的约束，通常CTE明显减低。以环氧半固化板为例，每层的CTE为13～15×10-6/℃，而多层板层与层之间主要依靠环氧树脂本身的黏结力实现黏合，因此环氧树脂在没有其他材料的增强和约束下，其CTE在受热后会明显变大，通常为50～100×10-6/℃。半固化片层为X-Y方向，而半固化片之间则为Z方向，因此X-Y方向与Z方向的CTE存在明显的差异性。再由于金属化孔的孔壁薄，镀铜层结构又不太致密，因此SMB受热后，Z方向的热应力就会作用在金属化孔的孔壁上，对它的脆弱部分施加应力后，会导致孔壁断裂或部分断裂。这种缺陷是无法预知的，有时在电子产品使用一殷时间后，由于疲劳等多种原因而产生隐性缺陷
从以上的分析可知，在选择电路基板材料时，玻璃转变温度确实是重要的参数之一，在实施无铅工艺后，美国电路板协会(IPC)基板材料委员会，针对无铅制程的要求订定新规范。新版IPC-4101B中规定：Tg可分为一般级Tg (110℃～150℃)，中等级Tg (150℃～170℃)，高等级Tg（大于170℃）三大类，无铅制程应选用中等级以上级别的Tg以适应高温焊接的需要。
总之，Tg高的SMB具有下列优点：SMB钻孔加工过程中，有利于钻制微小孔，低Tg的板材钻孔时会因高速钻孔严生大量的热能，而引起板材中树脂软化以致加工困难。Tg高的SMB在较高温度环境中仍具有相对较小的CTE，与片式元器件的CTE相接近，故能保证产品可靠地工作。特别是随着FQFP、BGA、CSP等多引脚器件的问世，对SMB要求越来越高。元器件经高温焊接后，SMB的热变形会对元器件产生较高的热应力，因此，在选择电子产品的PCB基材时应适当选择Tg较高的基材。
(2)热膨胀系数(CTE)
任何材料受热后都会膨胀，高分子材料通常高于无机材料，当膨胀应力超过材料承受限度时，会对材料产生损坏。热膨胀系数是指环境温度每升高l℃单位长度的材料所伸长的长度，CTE定量描述材料受热后膨胀的程度，单位为10-6/℃。 对于多层板结构的SMB来说，其X.】，方向（即长、宽方向）的CTE与Z方向（厚度）的CTE存在差异性。因此当多层板受热时，Z方向中的金属化孔就会因膨胀应力的差异而受到损坏，严重时会造成金属化孔发生断裂。为什么会发生这么严重的后果呢？让我们分析一下多层板的结构与制造工艺：多层板是由几片单层“半固化树脂片”热压制成的，半固化树脂片则是由玻璃纤维布浸渍环氧树脂后，加热烘烤使环氧玻璃纤维布处于半固化状态，然后特半固化片逐层叠加起来，如需要做内层电路，还应按要求放置内电路铜箔，最后将叠加好的几层半固化片热压成型，冷却后再在需要的位置上钻孔并进行电镀处理，最后生成电镀通孔并称为金属化孔。由于基板上钻孔后的孔壁几乎就是环氧树脂，它与镀铜层的结合力不会很高。1一般金属化孔的孔壁厚仅为25ym，且铜层致密性不会很高，金属化孔制成后，也就实现了SMB层与层之间的互连，早期多层板的结构却对金属化孔的结构留下一定的隐患，即半固化片中因受玻璃纤维布的增强作用以及名层铜布线的约束，通常CTE明显减低。以环氧半固化板为例，每层的CTE为13～15×10-6/℃，而多层板层与层之间主要依靠环氧树脂本身的黏结力实现黏合，因此环氧树脂在没有其他材料的增强和约束下，其CTE在受热后会明显变大，通常为50～100×10-6/℃。半固化片层为X-Y方向，而半固化片之间则为Z方向，因此X-Y方向与Z方向的CTE存在明显的差异性。再由于金属化孔的孔壁薄，镀铜层结构又不太致密，因此SMB受热后，Z方向的热应力就会作用在金属化孔的孔壁上，对它的脆弱部分施加应力后，会导致孔壁断裂或部分断裂。这种缺陷是无法预知的，有时在电子产品使用一殷时间后，由于疲劳等多种原因而产生隐性缺陷
假设两种DA226U基板材料同处于150℃温度下，从图3.6查到环氧玻璃纤维板FR-4在150℃时的热膨胀量为0.02cm/cm，而聚酰亚胺玻璃纤维板在150℃时的热膨胀量仅为0.0015cm/cm。我们知道环氧玻璃纤维板和聚酰亚胺玻璃纤维板在玻璃转变温度以下时，其CTE数值是比较接的，那么为什么在150℃时，两者的热膨胀量又如此悬殊呢？其原因是环氧玻璃纤维板的玻璃转变温度为125℃，而聚酰亚胺玻璃纤维板的玻璃转变温度为250℃，因此在125℃以上时FR-4材料的CTE随温度已成指数上升，而聚酰亚胺玻璃纤维在150℃时CTE仍近似为常数。
从以上的分析可知，在选择电路基板材料时，玻璃转变温度确实是重要的参数之一，在实施无铅工艺后，美国电路板协会(IPC)基板材料委员会，针对无铅制程的要求订定新规范。新版IPC-4101B中规定：Tg可分为一般级Tg (110℃～150℃)，中等级Tg (150℃～170℃)，高等级Tg（大于170℃）三大类，无铅制程应选用中等级以上级别的Tg以适应高温焊接的需要。
总之，Tg高的SMB具有下列优点：SMB钻孔加工过程中，有利于钻制微小孔，低Tg的板材钻孔时会因高速钻孔严生大量的热能，而引起板材中树脂软化以致加工困难。Tg高的SMB在较高温度环境中仍具有相对较小的CTE，与片式元器件的CTE相接近，故能保证产品可靠地工作。特别是随着FQFP、BGA、CSP等多引脚器件的问世，对SMB要求越来越高。元器件经高温焊接后，SMB的热变形会对元器件产生较高的热应力，因此，在选择电子产品的PCB基材时应适当选择Tg较高的基材。
(2)热膨胀系数(CTE)
任何材料受热后都会膨胀，高分子材料通常高于无机材料，当膨胀应力超过材料承受限度时，会对材料产生损坏。热膨胀系数是指环境温度每升高l℃单位长度的材料所伸长的长度，CTE定量描述材料受热后膨胀的程度，单位为10-6/℃。 对于多层板结构的SMB来说，其X.】，方向（即长、宽方向）的CTE与Z方向（厚度）的CTE存在差异性。因此当多层板受热时，Z方向中的金属化孔就会因膨胀应力的差异而受到损坏，严重时会造成金属化孔发生断裂。为什么会发生这么严重的后果呢？让我们分析一下多层板的结构与制造工艺：多层板是由几片单层“半固化树脂片”热压制成的，半固化树脂片则是由玻璃纤维布浸渍环氧树脂后，加热烘烤使环氧玻璃纤维布处于半固化状态，然后特半固化片逐层叠加起来，如需要做内层电路，还应按要求放置内电路铜箔，最后将叠加好的几层半固化片热压成型，冷却后再在需要的位置上钻孔并进行电镀处理，最后生成电镀通孔并称为金属化孔。由于基板上钻孔后的孔壁几乎就是环氧树脂，它与镀铜层的结合力不会很高。1一般金属化孔的孔壁厚仅为25ym，且铜层致密性不会很高，金属化孔制成后，也就实现了SMB层与层之间的互连，早期多层板的结构却对金属化孔的结构留下一定的隐患，即半固化片中因受玻璃纤维布的增强作用以及名层铜布线的约束，通常CTE明显减低。以环氧半固化板为例，每层的CTE为13～15×10-6/℃，而多层板层与层之间主要依靠环氧树脂本身的黏结力实现黏合，因此环氧树脂在没有其他材料的增强和约束下，其CTE在受热后会明显变大，通常为50～100×10-6/℃。半固化片层为X-Y方向，而半固化片之间则为Z方向，因此X-Y方向与Z方向的CTE存在明显的差异性。再由于金属化孔的孔壁薄，镀铜层结构又不太致密，因此SMB受热后，Z方向的热应力就会作用在金属化孔的孔壁上，对它的脆弱部分施加应力后，会导致孔壁断裂或部分断裂。这种缺陷是无法预知的，有时在电子产品使用一殷时间后，由于疲劳等多种原因而产生隐性缺陷
从以上的分析可知，在选择电路基板材料时，玻璃转变温度确实是重要的参数之一，在实施无铅工艺后，美国电路板协会(IPC)基板材料委员会，针对无铅制程的要求订定新规范。新版IPC-4101B中规定：Tg可分为一般级Tg (110℃～150℃)，中等级Tg (150℃～170℃)，高等级Tg（大于170℃）三大类，无铅制程应选用中等级以上级别的Tg以适应高温焊接的需要。
总之，Tg高的SMB具有下列优点：SMB钻孔加工过程中，有利于钻制微小孔，低Tg的板材钻孔时会因高速钻孔严生大量的热能，而引起板材中树脂软化以致加工困难。Tg高的SMB在较高温度环境中仍具有相对较小的CTE，与片式元器件的CTE相接近，故能保证产品可靠地工作。特别是随着FQFP、BGA、CSP等多引脚器件的问世，对SMB要求越来越高。元器件经高温焊接后，SMB的热变形会对元器件产生较高的热应力，因此，在选择电子产品的PCB基材时应适当选择Tg较高的基材。
(2)热膨胀系数(CTE)
任何材料受热后都会膨胀，高分子材料通常高于无机材料，当膨胀应力超过材料承受限度时，会对材料产生损坏。热膨胀系数是指环境温度每升高l℃单位长度的材料所伸长的长度，CTE定量描述材料受热后膨胀的程度，单位为10-6/℃。 对于多层板结构的SMB来说，其X.】，方向（即长、宽方向）的CTE与Z方向（厚度）的CTE存在差异性。因此当多层板受热时，Z方向中的金属化孔就会因膨胀应力的差异而受到损坏，严重时会造成金属化孔发生断裂。为什么会发生这么严重的后果呢？让我们分析一下多层板的结构与制造工艺：多层板是由几片单层“半固化树脂片”热压制成的，半固化树脂片则是由玻璃纤维布浸渍环氧树脂后，加热烘烤使环氧玻璃纤维布处于半固化状态，然后特半固化片逐层叠加起来，如需要做内层电路，还应按要求放置内电路铜箔，最后将叠加好的几层半固化片热压成型，冷却后再在需要的位置上钻孔并进行电镀处理，最后生成电镀通孔并称为金属化孔。由于基板上钻孔后的孔壁几乎就是环氧树脂，它与镀铜层的结合力不会很高。1一般金属化孔的孔壁厚仅为25ym，且铜层致密性不会很高，金属化孔制成后，也就实现了SMB层与层之间的互连，早期多层板的结构却对金属化孔的结构留下一定的隐患，即半固化片中因受玻璃纤维布的增强作用以及名层铜布线的约束，通常CTE明显减低。以环氧半固化板为例，每层的CTE为13～15×10-6/℃，而多层板层与层之间主要依靠环氧树脂本身的黏结力实现黏合，因此环氧树脂在没有其他材料的增强和约束下，其CTE在受热后会明显变大，通常为50～100×10-6/℃。半固化片层为X-Y方向，而半固化片之间则为Z方向，因此X-Y方向与Z方向的CTE存在明显的差异性。再由于金属化孔的孔壁薄，镀铜层结构又不太致密，因此SMB受热后，Z方向的热应力就会作用在金属化孔的孔壁上，对它的脆弱部分施加应力后，会导致孔壁断裂或部分断裂。这种缺陷是无法预知的，有时在电子产品使用一殷时间后，由于疲劳等多种原因而产生隐性缺陷
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