当前课程知识点:创新材料学 > 微电子封装和封装材料 > 印制线路板材料及制图方法 > 印制线路板用材料
好了 那么现在
我们就具体讲
印制电路板当中
PCB当中所用的那些材料
所用的哪些材料
印制电路板所用的材料
什么是PCB板
印制电路板是由什么所做的
是有玻璃纤维
环氧树脂
那玻璃纤维浸上环氧树脂
做成半固化片
叫做prepreg
做成这半固化片以后
把它层压在一块
那么贴上铜箔
贴上铜箔以后
单面贴的 双面贴的
贴上铜箔以后
就做成了覆铜合板
这种覆铜合板厂家
把这种产品供应给
印制电路板厂家
印制电路板厂家
根据下边的用户
给它生产出来规格要求的
印制电路板
印制电路板厂家
再拿着印制电路板
往上边它所需要的元器件
需要的元器件
就印制电路板上
有了电子元器件
就便于装整机去了
所以
印制电路板行业当中
最开始的叫覆铜合板厂家
覆铜合板
注意覆铜合板厂家
是一张一张的覆铜合板
一张一张的覆铜合板作为一个
作为 原始的材料
交给印制电路板厂家
我们现在讲的就是说
覆铜合板
覆铜合板是怎么做的
覆铜合板是最主要的
是两种东西
一种东西是半固化片
半固化片 层压
然后我把铜箔压上
就组成了覆铜合板
覆铜合板主要是的是两部分
一类是铜箔
另外一类是什么
是玻璃纤维组成的半固化片
注意 半固化片
主要是玻纤布
要玻纤布
首先得有玻璃纤维
因为玻璃纤维织成布
就组成玻纤布
玻纤布再拿环氧树脂一浸
就变成什么
变成半固化片 prepreg
我们就现在看看
玻纤布里边用的玻璃纤维
玻璃纤维顾名思义
是用玻璃做的纤维
这个纤维它的直径是三到五个微米
然后
把三到五个微米的
玻璃纤维
再给它铰成玻璃丝
玻璃丝
玻璃丝以后
再给它像织
织布那么织 织成玻纤布
做成玻纤布
有了玻纤布以后
再做成半固化片
它是这么个过程
那么现在我们要讲的就是说
玻璃布所用的
玻璃纤维
或者是玻璃布 玻璃纤维
所用的这种料
它跟平常我们说平板玻璃
它有什么不一样的地方
我们一般用的平板玻璃
就是石灰苏打玻璃
石灰苏打玻璃
什么叫石灰苏打玻璃
60%的70%的二氧化硅
那么加上百分之十几的
苏打或者是氧化钠
也是苏打
再加上百分之几的氧化钙
那么组成玻璃
为什么要加苏打往里边
实际上加的是苏打
是碳酸钠碳酸氢钠
一熔炼过程它就变成氧化钠
我们加的是石灰
石灰一熔炼当然要跑到
变成氧化钙了
为什么要加
苏打往里边
因为氧化钠
它会增加透明性
增加流动性
便于玻璃加工
为什么加氧化钙
氧化钙的钙是二价的
可以增加什么
玻璃的强度
但是氧化钙不能增加的很多
增加很多加工性能
就比较差了
影响透明性
有的人说了
窗玻璃本身
有人说了它是什么
有的同学就讲了是叫做硅酸钠
硅酸钠实际上是水玻璃
它含的氧化钠的量
是很多的 20%左右
硅酸钠
水玻璃放在桌子上
两天回来一看变成粉末了
是不行的
也就是说平板玻璃当中
不能含很多的这种氧化钠
它充其量10%左右
氧化钙是百分之几
其他绝大部分是什么
是二氧化硅
注意平常用的窗玻璃
主要是它的好加工性
它的透明性
它的价格便宜
这种窗玻璃
不能做印制电路板
玻纤布里边的玻璃纤维
为什么 里边有钠
钠离子
对电子行业
它容易变成离子
或者一有氯离子
往里边变成溶液以后
就腐蚀就不行
所以玻纤布里边
它的E玻璃也好
NE玻璃也好D玻璃也好
P玻璃也好 等等Q玻璃也好
它的性能都有固定的要求
它跟窗玻璃
不一样的地方
首先它二氧化硅的含量
略微低一些
里边含有三氧化二铝
氧化钙也比较高
还有一些氧化硼
那么注意
注意玻璃里边
它的价数是很混乱的
这是四价的这是三价的
这是两价的这也是三价的
这是四价的这是三价的
这是两价的
这是什么这是三价的
这是两价的等等
它价数
是非常混乱的
这样这个玻璃
才形成非晶态
注意 它的软化点
它的软化点 软化温度
就比一般的窗玻璃
要高的多
看它高到多少
高到840度
介电常数也有一定的要求
介电损耗都有一定的要求
就是说我们说玻纤布
用的玻璃
跟平板玻璃相比
二氧化硅含量略低
它加了三氧化二铝
氧化钙也比较高
主要是为了什么
增加强度
增加它的软化温度
这样增加它的可靠性
因为我们的印制电路板
我们刚才讲了
不能是完全是
环氧树脂做的
完全环氧树脂做
它强度不够
里边要有放点二氧化硅
放点三氧化二铝
放点氧化钙组成玻璃
玻璃在某种意义上讲
跟环氧塑封料
是同样性质的问题
也有补偿谁
补偿环氧树脂
热膨胀系数过大的问题
因为它弄到一块
它可以把环氧树脂的
热膨胀系数给它降下来
这是玻璃纤维
当然玻璃纤维
里边要有一些个耦合剂
那一些耦合剂是什么
放上一些耦合剂
在做半固化片的时候
放上耦合剂
为了便于它跟谁
耦合剂
它都有个硅基
硅基就跟玻璃
可以连接的很好
那么除了我们要求
平常用的E玻璃以外
还有NE玻璃
还有D玻璃还有T玻璃Q玻璃
要求是不一样的
比方说有的
它要求介电常数
就很低了
用在高频用的
它软化温度也非常高
所以Q玻璃
它显然它是
当然是
Q玻璃它是什么
它是石英玻璃
99.97
它的介电常数很低了
它的软化温度也是高的很
它的密度也降下来了
那么当然了
这种玻璃显然价钱
就非常贵了
不光它的原料价钱很贵
这种玻璃软化温度这么高
加工起来就很困难
加工起来就非常困难
只有在特殊的情况下
才用到这种
我们平常印制电路板里边
用的玻璃
绝大部分都是E玻璃
注意E玻璃
E玻璃它跟
普通的窗玻璃
有什么区别
再有一个
为什么在印制电路板里
加了玻璃纤维
这要弄清楚
正像环氧塑封料当中
加上二氧化硅粉体
是一样的道理
增加强度
增加强度 防止吸潮
等等这些
便于散热 等等这些
都有这些目的
也得弄清楚了
为什么会达到这个目的
也希望同学们要了解一下
我手里拿的一块覆铜合板
这个覆铜合板
主要有两部分组成
中间是绝缘层
两边两侧贴的是铜箔
那么绝缘层
要用主要是两种材料组成的
一种材料是玻纤布
那么第二种材料是树脂
树脂可以是热固性的
也可以是热塑性的
我们上次讲了玻纤布
干什么用的
主要是为了增强用的
补强用的 支撑用的
保持它的强度和它的稳定性
那么树脂是起粘结作用的
那么现在我们就讲树脂
树脂有热固性的树脂
和热塑性的树脂
什么叫热固性的
什么叫热塑性的
我们过去都讲过
热塑性的就是反复加热
它还有塑性
把材料用完了以后
我想再用一次
再加热它又有还可以变形
热固性的树脂
它是一次成型
成型完了以后
再也不能再成型了
这是从它的现象上讲
它的特性上讲有特性
但是真正的什么
叫热固性树脂
什么叫热塑性树脂
就是说热固性树脂
它在链间要实现交联
这一交联以后就变成热固性的
那么对于印制电路板
所用的树脂
热固性的树脂主要是有五大类
哪五大类
第一大类是酚醛树脂
注意 第一大类是酚醛树脂
苯酚加甲醛 缩聚反应
水缩出去就变成
实现了交联
实现了交联以后那就是酚醛树脂
那么第二类的热固性的树脂
是什么是环氧树脂
环氧树脂
环氧树脂里边有双酚A型的
有溴化环氧树脂
有线型环氧树脂
还有四官能级的环氧树脂
注意环氧树脂 环氧树脂
大家讲 它有一个环氧
有一个环氧环
这个环氧环
然后聚合的时候
打开环氧基
注意打开环氧基以后
那么链间实现了交联
所有环氧树脂都有环氧基
你看环氧基
这是环氧基
你看都有环氧基
有这个环氧基
打开什么
环氧基以后
打开环氧基以后
那么它就变成活性的了
活性的了
它就不同的链间
不同的链间实现交联
它就变成热固性的树脂了
所以第二类的是环氧树脂类的
第三类的是聚酰亚胺类的
聚酰亚胺 酰亚胺类的
它是怎么
它是酰亚胺树脂的
触发材料是它
经过聚合以后
变成双马来酰亚胺
最后是变成PABM
酰亚胺类型的
第四种是双马来酰亚胺三嗪树脂
叫做BT树脂
它也实现交联
第五类是烯丙基化的聚苯醚树脂
上边这几类
这五类都是什么
热固性的树脂
最早期用的比较多
是酚醛树脂
酚醛树脂因为它价格比较便宜
聚合起来比较容易
因此在大量的像什么玩具
像什么一次性使用的
这些东西还用酚醛树脂
但是一遇到电子
可靠性要求比较高的
就用到大部分用的是环氧树脂
不同类型的环氧树脂
针对着不同的用途
那么如果是工作温度再高了
绝缘性能要求再好了
或者是高频特性要求再高了
也选取不同的环氧树脂
这上边都有
酰亚胺形式的
BT树脂类型的
还有APPE树脂等等
这都是叫做热固性的树脂
那么除了热固性的树脂以外
还有所谓的热塑性的树脂
热塑性的树脂比较典型的
是聚四氟乙烯
聚四氟乙烯
它碳链上边有
有四个氟
这是聚四氟乙烯
那么聚四氟乙烯
它的耐热温度非常高
它的强度也非常高
稳定性也非常好等等
除了这个以外
还有液晶高分子
还有聚醚醚酮
还有聚醚砜这种
那么我们看
那么这种它的主链
它的主链都是
都有苯环
像这个是聚醚醚酮
有醚基 有酮基
这个是聚醚砜
注意它主链当中
有个砜键 砜键在这个地方
这些不同类型的环氧树脂
分别是对应着不同的
使用的要求
我刚才讲了使用要求
一个是温度的问题
特别是印制电路板
里边 要耐热温度
为什么耐热温度要高了
因为现在比方讲
无铅焊料
锡银铜焊料
跟过去的铅锡焊料相比
它的焊接温度要高了
四五十度 三四十度
这样的话
需要印制电路板的温度
也比较高
耐热温度要高
频率特性要好
强度要好
要选取不同的这种
聚合物材料
当然随着
耐热温度的提高
频率的特性的提高
还有其他性能的提高
价钱也就上来了
所以现在印制电路板
聚合物材料
绝大部分用的是
环氧树脂
环氧树脂当中有几种类型
比方双酚A型的
为什么这里边选溴化环氧树脂
主要是溴化环氧树脂
它阻燃性比较好
里边有溴
阻燃性比较好等等
要根据不同的使用要求
来选择什么
选择环氧树脂
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