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[導(dǎo)讀]摘 要 本文闡述通信產(chǎn)品用印制電路板的分類,材料選擇,技術(shù)發(fā)展方向,設(shè)計(jì)和加工技術(shù)規(guī)范,可供印制電路設(shè)計(jì)師、工藝師使用。1 印制線路板的作用和功能  電子通信系統(tǒng)設(shè)備的各種印制電路板,是系統(tǒng)硬件設(shè)備的功能

摘 要

本文闡述通信產(chǎn)品用印制電路板的分類,材料選擇,技術(shù)發(fā)展方向,設(shè)計(jì)和加工技術(shù)規(guī)范,可供印制電路設(shè)計(jì)師、工藝師使用。

1 印制線路板的作用和功能

  電子通信系統(tǒng)設(shè)備的各種印制電路板,是系統(tǒng)硬件設(shè)備的功能器官,相當(dāng)于組成人體的各種臟器。系統(tǒng)和終端產(chǎn)品上的印制線路板是電路的載體,是硬件電路的骨架、神經(jīng)和血管。

2 印制線路板的種類

  按用途和技術(shù)類型分類。

  按結(jié)構(gòu)和功能分有單面板、雙面板、多層板。

3 基板材料品種和特性

  基板材料分剛性基材和撓性基材。 剛性印制電路板如覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板、覆銅箔環(huán)氧紙質(zhì)層壓板、覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板,它是以酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂為粘結(jié)劑,紙制品或無(wú)堿玻璃布為增強(qiáng)材料的電工絕緣層壓板,并在一面或兩面覆銅箔之后構(gòu)成的。

  以上基板材料性能應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4723~GB/T 4725 中相應(yīng)技術(shù)指標(biāo),在電子通訊設(shè)備中大量采用覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板, 其中的通用型號(hào)為CEPGC-31;自熄(阻燃)型為CEPGC-32,該型號(hào)印制電路基板在NEMA(美) 標(biāo)準(zhǔn)中的型號(hào)為FR4.

  3.1 覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板

  它是以環(huán)氧樹脂為粘合劑,玻璃纖維布為增強(qiáng)材料的層壓板基材,其機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性、抗沖擊性等都比紙質(zhì)層壓板好。

  FR4 和FR5 的ε值在4.3~4.9 之間,其電氣性能優(yōu)良、允許工作溫度較高(FR4 為130℃,F(xiàn)R5 為170℃),受環(huán)境濕度影響較小,被廣泛用于電子通訊設(shè)備中。

  3.2 多層板用的環(huán)氧玻璃布粘結(jié)片

  它是預(yù)浸B 階段環(huán)氧樹脂的玻璃布材料, 用于生產(chǎn)多層板時(shí),將分離的導(dǎo)電圖形單片印制電路板(單面或雙面)層壓粘合在一起的粘合材料。層壓后起介質(zhì)絕緣層作用。它是用無(wú)堿玻璃布預(yù)浸漬環(huán)氧樹脂,固化到B 階段。在壓制成型后環(huán)氧樹脂完全固化,成為剛性多層印制電路板。

  3.3 自熄性(阻燃性)覆銅箔層壓板

  此種材料除具有上述同類覆銅箔層壓板的相應(yīng)性能外,還具有阻燃性,對(duì)單個(gè)電子元件過熱引起的著火危險(xiǎn)和小火蔓延具有一定的抵抗能力,適用于有防火要求的電子設(shè)備。

  3.4 覆銅箔聚四氟乙烯玻璃纖維板

  覆銅箔聚四氟乙烯( 特氟隆、teflON、PTFE)玻璃纖維板是以聚四氟乙烯為粘合劑,玻璃纖維為增強(qiáng)材料的基材。其介電性能優(yōu)良(介質(zhì)損耗低,tgd 為10-3 數(shù)量級(jí),介電常數(shù)覆蓋范圍寬,可根據(jù)需要選擇對(duì)應(yīng)品種基材)、耐高溫、耐潮濕、化學(xué)穩(wěn)定性好,工作溫度范圍寬,是比較理想的高頻、微波電子通訊設(shè)備用印制電路板材料。但其價(jià)格高,剛性較差,銅箔剝離強(qiáng)度較低,難以制作高多層板。

  常用的聚四氟乙烯板Rogers,Taconic,Arlon,Metclad,GIL 等公司生產(chǎn)的印制電路板基材制品。

  3.5 覆銅箔金屬基印制電路板

  它又稱金屬芯印制電路板,是以不同厚度的金屬(一般為鋁)板代替環(huán)氧玻璃布等增強(qiáng)材料,經(jīng)過特殊處理后金屬表面覆以低熱阻、高絕緣且粘結(jié)力極強(qiáng)的介質(zhì)層,介質(zhì)層表面再根據(jù)電路板需要粘結(jié)不同厚度的銅箔構(gòu)成。

  金屬芯印制電路板用于高密度組裝、高功率密度場(chǎng)合,如耗散功率大的電源電路等。金屬芯印制電路板的優(yōu)點(diǎn)是散熱性和尺寸穩(wěn)定性好,金屬基板有屏蔽作用。

  目前使用的有BergquiST(貝格斯) 和信息產(chǎn)業(yè)部第五十一研究所的基材制品。

  3.6 撓性印制電路板基材

  撓性印制電路板基材,是將銅箔粘合在薄的塑料基片上制成。常用的塑料薄膜基材如下:

  (1) 聚酯薄膜。工作溫度為80℃~130℃,熔點(diǎn)低,在錫焊溫度下易軟化變形;(2) 聚酰亞胺(Polyimide)薄膜:具有良好的可撓性,只要通過熱處理除去所吸收的潮氣,就可以進(jìn)行安全焊接。一般粘接型聚酰亞胺薄膜可在1 5 0 ℃下連續(xù)工作。用氟化乙丙烯(FEP)作中間薄膜,并以特殊的熔結(jié)型膠粘劑粘接的聚酰亞胺材料, 可在250℃下使用。

  (3) 氟化乙丙烯薄膜(FEP)。

  通常與聚酰亞胺和玻璃布結(jié)合在一起使用,具有良好的可撓性和較高的耐潮、耐酸和耐溶劑性能。

4 印制電路板技術(shù)發(fā)展方向的主潮流

  印制電路板發(fā)展的主潮流是高密度,實(shí)現(xiàn)高密度的方法是:細(xì)線條,小孔徑,多層化,盲孔,埋孔。目前實(shí)現(xiàn)高密度(HDI)常用積層多層板(BUM)工藝。
5 覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板主要性能指標(biāo)和銅箔厚度選擇

  除覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板的厚度和銅箔厚度要求外,覆銅箔層壓板的性能還有: 抗剝強(qiáng)度、翹曲度、抗電強(qiáng)度、絕緣電阻、介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切值、耐熱沖擊、吸濕性、阻燃性等,覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板技術(shù)要求應(yīng)符合GB/T4725 的規(guī)定。

  印制電路板的覆銅箔厚度,對(duì)印制電路板加工中印制導(dǎo)線的精度和最小導(dǎo)線寬度有很大影響,一般規(guī)律是: 銅箔越厚制造過程中印制導(dǎo)線的側(cè)蝕越大,印制導(dǎo)線變窄,當(dāng)印制導(dǎo)線小到一定程度將無(wú)法生產(chǎn)。因此,在確定 最小導(dǎo)線寬度時(shí),除依據(jù)負(fù)載電流、布線密度外還要考慮覆銅箔的厚度。有資料規(guī)定,對(duì)于35mm厚的銅箔, 導(dǎo)線寬度應(yīng)大于0.15mm, 用18mm 的銅箔時(shí),導(dǎo)線寬度應(yīng)大于0.1mm.

6 印制電路板外形選擇、厚度和單板尺寸

  6.1 印制電路板單板外形選擇

  印制電路板一般采用長(zhǎng)、寬尺寸相近的矩形,避免使用異形板。為便于生產(chǎn)線傳送及在插箱內(nèi)導(dǎo)入,四角可采用小圓弧形或斜角。

  外形尺寸很小的板(例如板面小于100mm × 100mm 的),應(yīng)做成拼板。當(dāng)某產(chǎn)品的幾種印制電路板層數(shù)相同、厚度和介質(zhì)層相同、銅箔厚度相同、用量相同時(shí),可以組合在一起拼成組合套板。

  6.2 印制電路板厚度

  印制電路板的厚度應(yīng)根據(jù)印制電路板的功能所安裝的元器件質(zhì)量、與之匹配的接插件規(guī)格,印制電路板的外形尺寸及所承受的機(jī)械負(fù)荷來(lái)選擇。對(duì)于板面較大易產(chǎn)生變形的印制電路板,須采用加強(qiáng)筋或邊框等措施進(jìn)行加固。

  建議尺寸在300mm × 250mm以下一般印制電路板厚度可選用1.6mm ,背板及較大的單板厚度應(yīng)在2mm 以上,但因受加工印制電路板的壓力機(jī)能力限制,厚度一般應(yīng)在4mm 以下。

  6.3 印制電路板外形尺寸

  不裝在插箱中的印制電路板外形尺寸見GB9315 中印制電路板外形尺寸系列表。在箱柜中常用插件式帶插頭印制電路板。



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