IPC4101C刚性及多层印制板用基材规范.docx
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IPC4101C刚性及多层印制板用基材规范
IPC—4101C
刚性及多层印制板用基材规范
SpecificationforBaseMaterialsfor
RigidandMultilayerPrintedBoards
IPC-4101C
2009-08美国IPC制定
代替IPC-4101B和修改单1和２
目次
1范围………………………………………………1
1.1分类……………………………………………1
1.1.1规格单说明………………………………….1
1.1.2层压板标称厚度……………………………..1
1.1.3覆金属类型和标称重量/厚度…………….…..2
1.1.3.1覆金属类型………………………………...2
1.1.3.2标称重量/厚度……………………………..3
1.1.4厚度公差（层压板）………………………..…..3
1.1.5表面质量等级………………………………..3
1.1.6增强材料类型………………………………..3
1.1.7粘结片参数…………………………………..4
1.1.8颜色………………………………………….4
1.8.1.1对比剂…………………………….……….4
1.2尺寸和公差…………………………………….4
1.2.1米制和英制单位……………….…………….5
2适用文件…………………………………………5
2.1IPC……………………………………………..5
2.2国家标准试验室联合会（NCSL）………………..7
2.3国际标准……………………………………….7
2.4美国安全检测实验室（UL）……………………..7
2.5欧盟指令……………………………………….7
2.6ASTM…………………………………………..7
3要求………………………………………..….….7
3.1术语和定义…………………………………….7
3.1.1资格评定………………………………….….7
3.1.2质量一致性检验……………………….……..8
3.1.3制造商质量体系……………………………11
3.1.4过程控制试验………………………………11
3.1.5自我声明………………………..…………..11
3.1.6质量评估数据………………………………11
3.1.7样本鉴定……………………………………11
3.1.8制造数据…………………………………….11
3.1.9客户试验数据………………………………..12
3.1.10内部审核…………………………………..12
3.1.11单独客户审核……………………………..12
3.1.12独立第三方评审…………………………..12
3.1.13多官能环氧………………………………..12
3.1.14双官能环氧………………………………..12
3.1.15AABUS…………………………………...12
3.2规格单………………………………………...12
3.3制造商质量纲要………………………………12
3.4鉴定检验……………………………………...12
3.4.1层压板鉴定检验……………………………13
3.4.2粘结片鉴定检验……………………………13
3.5制造商质量体系验证…………………………13
3.6冲突…………………………………………...13
3.7材料…………………………………………...13
3.7.1所覆金属…………………………….……...13
3.7.2增强织物…………………………….……….13
3.7.3树脂体系……………………….…………...13
3.8一般要求……………………………………...14
3.8.1整张板和剪切板……………………………14
3.8.1.1整张层压板………………………….……14
3.8.1.2剪切层压板……………………….………14
3.8.1.3剪切粘结片……………………….………14
3.8.1.4卷状粘结片……………………….………14
3.8.2检验批……………………………………....14
3.8.2.1层压板检验批……………………….……14
3.8.2.2粘结片检验批……………………….……14
3.8.2.3样品制备………………………….……....15
3.8.2.4覆铜箔试样的蚀刻过程和蚀刻剂的去除...15
3.8.2.5标准实验室条件……………………….…15
3.8.3目检性能……………………….…………...15
3.8.3.1层压板目检性能……………….…………15
3.8.3.1.1金属箔凹痕………………….…………15
3.8.3.1.2皱折…………………………….……....16
3.8.3.1.3划痕………………………….………....16
3.8.3.1.4单面覆箔基材未覆箔面外观….…….…16
3.8.3.1.5固化后金属箔表面（双面处理除外）…16
3.8.3.1.6表面和次表面缺陷………………….….16
3.8.3.2粘结片目检性能………………….………16
3.8.3.2.1夹杂物……………………….………....17
3.8.3.2.2浸胶缺陷………………….……………17
3.8.4尺寸……………………………….………...17
3.8.4.1长度和宽度……………………………….17
3.8.4.1.1层压板长度和宽度…………….……….17
3.8.4.1.2粘结片长度和宽度…………….……….18
3.8.4.1.3粘结片幅宽………………….…………18
3.8.4.1.4粘结片卷长………………….…………18
3.8.4.2厚度…………………………..…………18
3.8.4.2.1A、B和C级层压板……………………18
3.8.4.2.2D级层压板………………..……………18
3.8.4.2.3K、L和M级层压板……..…………….18
3.8.4.2.4层压板厚度公差……….….……………19
3.8.4.3层压板弓曲和扭曲…………..……………20
3.8.4.3.1长宽尺寸≥300mm的整板和剪切板…....20
3.8.4.3.2长和/或宽尺寸<300mm的剪切板……....20
3.9物理性能要求………………………………...20
3.9.1层压板物理性能要求…………….…………20
3.9.1.1剥离强度…………………….…………...20
3.9.1.1.1热应力后剥离强度………….…..………20
3.9.1.1.2高温下剥离强度……………….…….…21
3.9.1.1.3工艺溶液处理后剥离强度（供选）..…..21
3.9.1.2尺寸稳定性……………………….………21
3.9.1.3弯曲强度………………………….……...21
3.9.1.4高温下弯曲强度………………….………21
3.9.1.5热导率[=]w/m.K……………….…….......21
3.9.1.6热膨胀系数（CTE）（供选）………….….....24
3.9.1.7Z轴CTE…………………………………24
3.9.1.8断裂韧性………………………………….24
3.9.2粘结片物理性能要求………………….……21
3.9.2.1树脂含量…………………………….…...21
3.9.2.1.1树脂含量百分比（RC）（称重法）….……22
3.9.2.1.2树脂含量百分比（RC）（灼烧法）…….…22
3.9.2.1.3上胶后总重量（TW）………………..…..22
3.9.2.1.4单张剪切片树脂含量偏差…….……….22
3.9.2.2流动参数………………………………...22
3.9.2.2.1树脂流动度（MF）……………….….…..22
3.9.2.2.2比例流动厚度（SC）……………….…...22
3.9.2.2.3不流动型树脂流动度（NF）………..…...22
3.9.2.2.4流变学流动度（RE）………………..…..22
3.9.2.2.5△H（DH）……………………………22
3.9.2.2.6固化度（PC）………………………….22
3.9.2.2.7凝胶时间（GT）（供选）…………….........22
3.9.2.2.8挥发物含量（VC）（供选）……….….…...23
3.9.2.2.9热导率（粘结片参考）………………..…23
3.10化学性能要求……………………………….23
3.10.1层压板化学性能要求……………………..23
3.10.1.1燃烧性……………………………….…23
3.10.1.2热应力……………………………….….23
3.10.1.3可焊性…………………………………..23
3.10.1.4耐化学性（供选）………………….…….24
3.10.1.5金属表面可清洁性……………………...24
3.10.1.6玻璃化温度（Tg）（供选）……….….…24
3.10.1.7△Tg（供选）………………………….…..24
3.10.1.8热分解温度（供选）………………….…24
3.10.1.9分层时间（TMA）（供选）…………….....24
3.10.2粘结片化学性能要求……………………..24
3.10.2.1燃烧性…………………………….…….24
3.10.2.2耐化学性（供选）…………………….….25
3.10.2.3双氰胺结晶（供选）……………….…….25
3.11电性能要求……………………………...….25
3.11.1层压板电性能……………………………..25
3.11.1.1介电常数………………………………..25
3.11.1.2介质损耗角正切值……………………...25
3.11.1.3体积电阻………………………….…….25
3.11.1.4表面电阻率…………………………….25
3.11.1.5耐电弧性………………………………..25
3.11.1.6击穿电压………………………………..25
3.11.1.7电气强度………………………………..25
3.11.2粘结片电性能要求………………………..25
3.11.2.1介电常数………………………………..26
3.11.2.2介质损耗角正切值……………………...26
3.11.2.3电气强度………………………………..26
3.12环境性能要求………………………...……..26
3.12.1层压板环境性能要求……………………...26
3.12.1.1吸水率…………………………………..26
3.12.1.2耐霉性…………………………………..26
3.12.1.3压力容器试验（供选）…………………...26
3.12.1.4卤素含量（供选）…………………….…..24
3.12.1.5导电阳极纤维丝（CAF）生长（供选）…..26
3.12.2粘结片环境性能要求……………………...26
3.12.2.1耐霉性…………………………………...26
3.12.2.2导电阳极纤维丝（CAF）生长（供选）…..26
3.13可替换性…………………………………….26
3.13.1规格单材料的可替换性…………………….26
3.13.2针孔和凹痕等级的可替换性……………...26
3.13.3厚度公差等级的可替换性……………….26
3.13.4可替换层压板的重新标识………………...26
3.14标志………………………………………….27
3.14.1层压板标志………………………………..27
3.14.2粘结片标志………………………………..27
3.14.3运输箱标志………………………………..27
3.15工艺质量…………………………………….27
3.16材料安全性………………………..…….…..28
3.17粘结片贮存期………………………...……..28
4质量保证规定…………………………………...28
4.1质量体系……………………………………...28
4.2检验职责……………………………………...28
4.2.1试验仪器和检验设备………………………28
4.3鉴定检验……………………………………...28
4.3.1样品………………………………………...28
4.3.2频度………………………………………...28
4.3.3层压板商资格纲要………………….………29
4.3.4成分变动…………………………….……...29
4.3.5鉴定数据的保留
……………………..……...29
4.4质量一致性检验………………………………29
4.4.1频度………………………………………...29
4.4.2合格判定…………………………………...29
4.4.3拒收批……………………………………...30
4.4.4质量一致性检验数据的保留……………….30
4.4.5合格证明…………………………………...30
4.5统计过程控制（SPC）…………………..……30
5交货准备…………………………………...…...31
5.1包装材料……………………………………...31
5.2授权分销商…………………………………..31
6注释…………………………………………….31
6.1订单信息……………………………………..31
6.1.1层压板订单资料…………………………...31
6.1.2粘结片订单资料…………………………...31
6.2新材料………………………………………..32
7关键词…………………………………………..32
7.1关键词（检索词）（供电子版检索）……….…33
7.2分段检索词和所有使用
特定关键词的规格单………………..………33
7.3所有规格单的关键词（检索词）……….………34
图形
图3-1层压板厚度测量......……………..….……..19
表格
表1-1覆箔类型.....……………..…….……….……2
表1-2铜箔重量和厚度……………….……………3
表3-1层压板的参考资料和试验频度………..……8
表3-2粘结片的参考资料和试验频度………..…..10
表3-3凹痕的最大尺寸点值………………..……..15
表3-4表面质量分等………………………….…..15
表3-5层压板长度和宽度允许的偏差……………17
表3-6粘结片长度和宽度允许的偏差…………...18
表3-7层压板的厚度和公差…………………..…..19
表3-8层压板允许的弓曲和扭曲………...…...…..20
表3-9燃烧性能要求………………………….…..23
表4-1层压板月度、季度和年度的一致性检验…..29
表4-2粘结片月度、季度和年度的一致性检验…..29
刚性及多层印制板用基材规范
1范围
本规范包括了主要用于电气和电子电路中的刚性及多层印制板的基材（本文指层压板或粘结片（即预浸
材料，prepreg））的要求。
1.1分类
覆箔和未覆箔层压板或粘结片基材采用如下体系进行标识，规格单可作为连接本规范所概述的编号体系和以前使用的体系的相互参照。
本规范所涉及的层压板，其标识举例如下：
L材料代号（见1.1.1）
25规格单号（见1.1.1）
1500标称层压板厚度（见1.1.2）
C1/C1覆金属类型和标称重量/厚度（见1.1.3）
A厚度公差等级（见1.1.4）
A表面质量等级（见1.1.5）
本规范所涉及的粘结片，其标识举例如下：
P材料代号（见1.1.1）
25规格单号（见1.1.1）
E7628增强材料类型（见1.1.6）
TW树脂含量方法（见1.1.7）
RE流动参数方法（见1.1.7）
VC可任选的粘结片方法（见1.1.7）
1.1.1规格单的说明
在本规范末尾列有一系列的规格单。
每个规格单都列出了一种产品型号的层压板和粘结片的要求，规格单按照一特定的增强材料类型、树脂体系和/或结构进行组织，并有一个编号，供订购材料使用。
为方便起见，相同结构的层压板和粘结片放在同一规格单上。
如1.1中的例子所示，材料代号“L”表示层压板；材料代号“P”表示粘结片。
当被认可适用于多个规格单时，应符合最严的性能要求。
每个规格单的表头包含了材料的参考定义，该参考定义覆盖了增强材料、树脂体系、阻燃剂和所用的填料，以及其它已知的识别符号和玻璃化温度Tg。
规格单中规定的项目为材料应符合的要求，符合这些要求的材料才能被认可为符合本规范。
1.1.2层压板标称厚度
标称厚度用4位数表示。
对于本规范所包括的所有基板，可以规定或测量覆箔基材或绝缘基材的厚度（见1.1.4和3.8.4.2）。
对于米制单位，第一个数字表示毫米，第二个数字表示十分之一毫米，依此类推。
按英制单位订货时，则其四位数字表示的厚度为万分之一英寸。
在1.1所示的例子中，1500表示层压板的厚度为1.5mm
[59.1mil]，用英制表示为0600。
1.1.3覆金属箔的类型和标称重量/厚度
层压板所覆金属箔类型、标称质量或厚度用五个字符表示：
第一和第四个字符表示所覆金属箔类型，第三个字符是一斜线，用于区分基材不同的面，第二和第五个字符表示所覆金属的标称重量或厚度。
1.1.3.1覆金属类型
覆金属的类型及其代号如表1-1所示，此表仅供参考。
该表的依据文件为适用的IPC-CF-148、IPC-4562或IPC-CF-152的最新版本，当供需双方同意时，C型、R型和H型、S型金属箔之间可互换使用。
H型箔可以作为C型箔使用，S型箔可以作为R型箔使用。
R型箔可以作为C型箔的替代，S型箔可以作为H型箔的替代。
表1-1覆箔类型
类型
说明
A
精炼铜，压延（IPC-4562，5型）
B
精炼铜，压延（处理的）
C
电解铜（IPC-4562，1型）
D
电解铜，两面处理的（IPC-4562，1型）
G
电解铜，高延展性（IPC-4562，2型）
H
电解铜，高温延伸性（IPC-4562，3型）
L
精炼铜，退火的（IPC-4562，7型）
M
精炼铜，压延，低温可退火的（IPC-4562，8型）
N
镍
O
未覆箔
P
电解铜，高温延伸性，两面处理（IPC-4562，3型）
R
电解铜，反面处理（IPC-4562，1型）
S
电解铜，反面处理，高温延伸性（IPC-4562，3型）
T
铜，铜箔参数由合同或采购订单规定
U
铝
X
其它，由供需双方商定
Y
铜-因瓦-铜
Z
电解铜，双面处理，高温延伸性（IPC-4562，3型），埋入式电容器用
1.1.3.2标称重量/厚度
覆金属箔的重量或厚度及其代号如表1-2所示，此表仅供参考。
所依据的文件为适用的IPC-CF-148、IPC-4562或IPC-CF-152的最新版本。
表1-2铜箔标称重量和厚度
箔代号
常用的
工业代号
米制
英制
单位面积重量
（g/m2）
标称厚度
（μm）
单位面积重量
（oz/ft2）
单位面积重量
（g/254in2）
标称厚度
（mil）
E
5μm
45.1
5.1
0.148
7.4
0.20
Q
9μm
75.9
8.5
0.249
12.5
0.34
T
12μm
106.8
12.0
0.350
17.5
0.47
H
1/2oz
152.5
17.1
0.500
25.0
0.68
M
3/4oz
228.8
25.7
0.750
37.5
1.01
1
1oz
305.0
34.3
1
50.0
1.35
2
2oz
610.0
68.6
2
100.0
2.70
3
3oz
915.0
102.9
3
150.0
4.05
4
4oz
1220.0
137.2
4
200.0
5.40
5
5oz
1525.0
171.5
5
250.0
6.75
6
6oz
1830.0
205.7
6
300.0
8.10
7
7oz
2135.0
240.0
7
350.0
9.45
10
10oz
3050.0
342.9
10
500.0
13.50
14
14oz
4270.0
480.1
14
700.0
18.90
对于本表中没有的标称重量，其标称厚度按下式计算：
厚度（mils）=1.35X单位面积重量（oz/ft2）
式中：
1.35是一个系数，假设铜箔密度为8.93g/cm3（5.16oz/in3）时得出。
对铜箔密度为8.81g/cm3～8.99g/cm3时，此系数的误差在1%以内。
对于任何此密度范围以外的合金或金属，其箔厚度应用合适的系数计算。
对于双面处理箔，标称单位面积重量应为表1-2的数值提高4.58g/m2（0.75g/254in2或0.0150oz/ft2），
以此来确定其公差上限。
注意：
表中的标称厚度值并不代表箔的机械厚度，必须对所有的数值加上处理面粗糙度的允许公差。
1.1.4厚度公差（层压板）
层压板的厚度公差等级用A、B、C、D、K、L、M或X（由供需双方商定）级表示，（见3.8.4.2）。
评判为较严公差等级的材料可以代替较低公差等级的材料，而不需重新认证，例如C级材料可以作为B级材料使用。
1.1.5表面质量等级
表面质量等级用A、B、C、D或X（由供需双方商定）级表示（见3.8.3）。
评判为较高表面质量等级的材料可以代替较低表面质量等级的材料，而不需重新进行评判，例如B级材料可以作为A级材料使用。
1.1.6增强材料类型
粘结片的增强材料型号以其化学类型为基础的五个数字来表示，典型的增强材料代号如下例：
a）E7628表示按照IPC-4412的E玻璃增强材料型号7628。
b）S0313表示按照IPC-SG-141的S玻璃增强材料型号313。
c）A3080表示按照IPC-A-142的聚芳酰胺增强材料型号3080。
d）Q0525表示按照IPC-QF-143的石英增强材料型号525。
增强材料的性能，如厚度、结构和重量，按照相应材料规范相应增强材料型号的要求。
1.1.7粘结片参数
各种试验程序可用于规定和确定粘结片在多层板应用中是否合适。
树脂含量和在规定的条件下的树脂流动度是两个关键的性能参数
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