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PCB常识分析Word文档格式.docx

1、指电镀铜皮(E.D.Foil)在高速镀铜(1000ASF以上)中所出现的结晶组织而言,此种铜层组织之物性甚差,各种机械性能也远不如正常速度镀铜(25ASF)之无特定结晶组织的铜层,在热应力中亦容易发生断裂。9、CoefficientofThermalExpansion热膨胀系数 指各种物料在受热后,其每单位温度上升之间所发生的尺寸变化,一般缩写简称CTE,但也可称TCE。10、CopperFoil铜箔,铜皮 是CCL铜箔基板外表所压覆的金属铜层。PCB工业所需的铜箔可由电镀方式(Electrodeposited),或以辗压方式(Rolled)所取得,前者可用在一般硬质电路板,后者则可用于软板上

2、。11、Composites,(CEM-1,CEM-3)复合板材 指基板底材是由玻纤布及纤玻席(零散短纤)所共同组成的,所用的树脂仍为环氧树脂。此种板材的两面外层,仍使用玻纤布所含浸的胶片(Prepreg)与铜箔压合,内部则用短纤席材含浸树脂而成Web(网片)。若其“席材”纤维仍为玻纤时,其板材称CEM-3(CompositeEpoxyMaterial);若席材为纸纤时,则称之为CEM-1此为美国NEMA规范LI1-1989中所记载。12、Copper-Invar-Copper(CIC)综合夹心板 Invar是一种含镍4050%、含铁5060%的合金,其热胀系数(CTE)很低,又不易生锈,故常

3、用于卷尺或砝码等产品,电子工业中常用以制做IC的脚架(LeedFrame)。与另一种铁钴镍合金Kovar齐名。将Invar充做中层而于两表面再压贴上铜层,使形成厚度比例为20/60/20之综合金层板。此板之弹性模数很低,可做为某些高阶多层板的金属夹心(MetalCore),以减少在X、Y方向的膨胀,让各种SMD锡膏焊点更具可靠度。不过这种具有夹心的多层板其重量将很重,在Z方向的膨胀反不易控制,热胀过度时容易断孔(见左图)。此金属夹心板后来又有一种替代品“铜”(MoCu;70/30)板,重量较轻,热胀性亦低,但价格却较贵。13、CoreMaterial内层板材,核材 指多层板之内层薄基板或一般基

4、板,除去外覆铜箔后之树脂与补强材部份。14、DielectricBreakdownVoltage介质崩溃电压 由两导体及其间介质所组成的电场,当其电场强度超过该介质所能忍受的极限时(即两导体之电位差增大到了介质所能绝缘的极限),则将迫使通过介质中的电流突然增大,此种在高电压下造成绝缘失效的情形称为“介质崩溃”。而造成其崩溃的起码电压称为“介质崩溃电压DielectricVoltage”,简称“溃电压”。15、DielectricConstant,介质常数 是指每“单位体积”的绝缘物质,在每一单位之“电位梯度”下所能储蓄“静电能量”(ElectrostaticEnergy)的多寡而言。此词尚另有

5、同义字“透电率”(Permittivity日文称为诱电率),由字面上较易体会其中含义。当绝缘板材之“透电率”愈大(表示品质愈不好),而两逼近之导线中有电流工作时,就愈难到达彻底绝缘的效果,换言之就愈容易产生某种程度的漏电。故绝缘材料的“介质常数”(或透电率)要愈小愈好。目前各板材中以铁氟龙(PTFE),在1MHz频率下所测得介质常数的2.5为最好,FR-4约为4.7。16、DielectricStrength介质强度 指导体之间的介质,在各种高电压下仍能够维持正常绝缘功能,而尚不致出现“崩溃”,其所能维持的“最高电压”(DielectricWithstandVoltage)称为“介质强度”。其

6、实也就是前述“溃电压”的另一种说法而已。17、Dielectric介质 是“介电物质”的简称,原指电容器两极板之间的绝缘物,现已泛指任何两导体之间的绝缘物质而言,如各种树脂与配合的棉纸,以及玻纤布等皆属之。18、DoubleTreated双面处理铜箔 指电镀铜箔除在毛面(MatteSide)上进行纯铜小瘤状及锌化处理,以增加附着力外,并于光面上(DrumSide)也进行此种瘤化处理,如此将可使多层板之内层铜面不必再做黑化处理,并使尺寸更为安定,附着力也更好。但成本却比一般单面处理者贵了很多。19、DrumSide铜箔光面 电镀铜箔是在硫酸铜液中以高电流密度(约1000ASF),于不锈钢阴极轮(

7、Drum)光滑的“钛质胴面”上镀出铜箔,经撕下后的铜箔会有面向镀液的粗糙毛面,及紧贴轮体的光滑胴面,后者即称为“DrumSide”。20、Ductility展性 在电路板工业中是指铜箔或电镀铜层的一种物理性质,是一种平面性的扩展能力,与延伸性(Elongation)合称“延展性”。一般铜层展性的测法,是在特定的设备上以液压方式由内向外发生推挤力量,令某一圆面铜箔向上鼓起突出,而测其破裂前的最高高度,即为其展性的数值。此种展性试验称为“HydralicBuldgeTest”液压鼓出试验。21、Elongation延伸性,延伸率 常指金属在拉张力(Tension)下会变长,直到断裂发生前其已伸长的

8、部份,所占原始长度之百分比,称为延伸性。22、FlamePoint自燃点 在无外来之明焰下,指可燃物料在高温中瞬间引发同时自燃之最低温度。23、FlammabilityRate燃性等级 及指电路板板材之耐燃性的难燃性的程度。在按既定的试验步骤(如UL-94或NEMA的LI1-1988中的7.11所明定者)执行样板试验之后,其板材所能达到的何种规定等级而言。实用中此字的含意是指”耐燃性”等级。24、G-10这是出自NEMA(NationalElectricalManufacturersAssociation,为美国业界一民间组织)规范“LI1-1989”1.7节中的术语,其最直接的定义是“由连续

9、玻纤所织成的玻纤布,与环氧树脂粘结剂(Binder)所复合而成的材料”。对于其“板材”品质而言,该规范指出在室温中需具备良好的机械强度,且不论在干湿环境中,其电性强度都要很好。G-10与FR-4在组成上都几手完全相同,其最大不同之处就是在环氧树脂配方中的“耐燃”(FlameResistorRetardent)剂上。完全未加耐燃剂,而FR-4则大约加入20重量比的“溴”做为耐燃剂,以便能通过LI-1-1989以及UL-94在V-0或V-1级的要求。一般说来,所有的电路板客户几乎都对耐燃性很重视,故一律要求使用FR-4板材。其实有得也有失,G-10在介质常数及铜皮附着力上就比FR-4要好。但由于市

10、场的需求关系,目前几乎已经从业界消失了。25、Flexural抗挠强度 将电路板基材板,取其宽吋,长2.56吋(按厚度而定)的样片,在其两端下方各置一支点,在其中央点连续施加压力,直到样片断裂为止。迫使其断裂的最低压力强度称为抗挠强度。此抗挠性强弱的表达,以板材之单位截面积中所能承受的力量,做为强度单位居要(Lbin2)。抗挠强度是硬质基板材料之重要机械性质之一。此术语又可称为FlexuralYieldStrength挠屈强度,其试验条件如下:标示宽度长度支点施力厚度(吋)跨距速度(吋)(吋/分)0.030or0.0310.6250.0250.060or0.06230.0260.090or0.

11、0933.51.50.0400.120or0.125420.0530.240or0.2500.560.10626、HTE(HighTemperatureElongation)高温延伸性 在电路板工业中,指电镀铜皮(EDFoil)在高温中所展现的延伸性。凡oz或oz铜皮在180中,其延伸性能达到2.0及3.0以上时,则可按IPC-CF-150E归类为HTE-TypeE之类级。27、HydraulicBulgeTest液压鼓起试验 是对金属薄层所具展性(Ductility)的一种试验法。所谓展性是指在平面上X及Y方向所同时扩展的性能(另延伸性或延性Elongation,则是指线性的延长而已)这种“

12、液压鼓起试验”的做法是将待试的圆形金属薄皮,蒙在液体挤出口的试验头上,再于金属箔上另加一金属固定环,将金属箔夹牢在试验头上。试验时将液体由小口强力挤出,直接压迫到金属箔而迫其鼓起,直到破裂前所呈现的“高度值”,即为展性好坏的数据。28、Hygroscopic吸湿性 指物质从空气中吸收水气的特性。29、Invar殷钢 是由63.8的铁,36的镍以及0.2的碳所组成的合金,因其膨胀系数很低故又称尽“不胀钢”。在电子工业中可当做“绕线电阻器”中的电阻线。在电路板工业中,则可用于要求散热及尺寸安定性严格的高级板类,如具有“金属夹心层”(MetalCore)之复合板,其中之夹心层即由Copper-Inv

13、ar-Copper等三层薄金属所粘合所组成的。LaminateVoid板材空洞;30、Lamination压合空洞 指完工的基板或多层板中,某些区域在树脂硬化后,尚残留有气泡未及时赶出板外,最后终于形成板材之空洞。此种空洞存在板材中,将会影响其结构强度及绝缘性。若此缺陷不幸恰好出现在钻孔的孔壁上时,则将形成无法镀满的破洞(PlatingVoid),容易在下游组装焊接时形成“吹孔”而影响焊锡性。又Lamination则常指多层压合时赶气不及所产生的“空洞”。31、Laminate(s)基板、积层板 是指用以制造电路板的基材板,简称基板。基板的构造是由树脂、玻纤布、玻纤席,或白牛皮纸所组成的胶片(

14、Prepreg)做为粘合剂层。即将多张胶片与外覆铜箔先经叠合,再于高温高压中压合而成的复合板材。其正式学名称为铜箔基板CCL(CopperLaminates)。32、LossTangent(TanDf)损失正切 本词之同义字另有:LossFactor损失因素,DissipationFactor散失因素或“消耗因素”,与介质损失DielectricLoss等。传输线(由讯号线、介质层及接地层所共组成)中的讯号线,可传播(Propagate)讯号(SignalPulse)的能量(单位为分贝dB)此种传播会多少透过周围介质而散失其能量到接地层中去,即所谓的Loss。其散失程度的大小就是该介质的“散失

15、因素”。此词最简单的含意可说成介质之“导电度”或“漏电度”,其数值愈低则板材的品质愈好。一般专书与论文中对本术语均含糊带过鲜有仔细说明,只有MIL-STD-429C的335词条中才有较深入的探讨。即:所谓损失,是指绝缘板材“介质相角的余切(TheCotangentPhaseAngle)”或“介质损角的正切”(ThePowerFactoristheSineAngle)。在后续解说文字中段又加了一句:由于功率因素是介质损角的正弦(TheAngle),故当介质损角很小时,则散失因素将等于功率因素,事实上这种解说反而更是丈二金刚摸不着头脑。以下为电磁学的观点申述于后:任何导体与绝缘体均不可能绝对完美,

16、因而当其传导电流或传播讯号(是一种电磁波)时,在功率上均会有所损失。“讯号线”在传播高速讯号时,其邻近介质板材中的原子也将受到电场的影响而极化,出现电荷的移动(即电流)而有“导电”(漏电)的迹象。但因其数值很小且又接近导体表面,于是很快就又回到导体,使得介质的“导电”几乎衰减为零。但终究会造成少许能量的损失。现另以数学上的“复数”观念说明如下:图中就复数观念,以横轴代表实部(*即表电能失之可回复部分stored),以纵轴代表虚部(即表电能失之不可回复部分lost),角即损角(LossAngle),所谓“损失因素”或“消耗因素”,直接了当的说就是“导体中所传导的电能会向绝缘介质中漏失,其不可回复

17、部分对可回复部份之比值,就是板材的损失因素”。此/*比值又可改头换面如下,亦即:/*Tan表示介质的漏电程度/Sin表示导体的功率因素当极小时,则Tan将等于Sin33、MajorWeaveDirection主要织向 指纺织布品之经向(Warp),也就是朝承载轴所卷入或放出的布长方向,亦称为机械方向。34、Mat席 在电路皮工业中曾用于CEM-3(CompositeMaterial)的复合材料,板材中间的GlassMat即为席的一种,是一种玻璃短纤在不规则交叉搭接下而形成的“不织布”,再经环氧树脂的含浸后,即成为之板材。35、Matte毛面 在电路板工业中系指电镀铜箔(EDFoil)之粗糙面。

18、是在硫酸铜镀液中以高电流密度(1000ASF以上)及阴阳极近距离下(0.125吋),在其不锈钢大转胴的钛面上所镀出的铜层。其面对药水的铜面,从巨观下看似为无光泽的粗毛面,微观下却呈现众多锥状起伏不平的外表。为了增加铜箔与底材之间的固着力起见,这种粗糙铜面还需再做更进一步的瘤化后处理,例如镀锌(TwTreatmant,呈灰色)或镀黄铜(TcTreatment,呈深黄色),更呈现许多圆瘤叠罗汉状之外形(如上右图),统称为“Matte而ED其密贴在转胴之另一面,则称为Shiny光面或Drum胴面。36、MinorDirection次要织向 是织布类其纬向(Fill)的另一说法,适常纬向纱数比经向要少

19、。37、ModulusElasticity弹性系数 在电路板工业中,是指基材板的相对性强韧度而言。当欲施加外力将基板试样予以压弯至某一程度时,其所需要的力量谓之“弹性系数”。通常此数值愈大时表示其材质愈脆。38、NominalCuredThickness标示厚度 是指双面铜箔基板或多层板,当采用某种特定树脂及流量的胶片(Prepreg),轻压合硬化后所呈现的平均厚度,用以当成参考者,称“标示厚度”。39、Non-flammable非燃性 是指电路板之耐燃板材当其接近高温的火花(Spark)或燃着的火焰(Flame)时,尚不致被点燃引起火苗,但并不表示其不具燃烧性(Combustible)。也就

20、是说板材仍然在高温中会被缓缓燃烧,但却不会出现明亮的火苗火舌的情形。40、PaperPhenolic纸质酚醛树脂(板材) 是单面板基材的种主成分。其中的白色牛皮纸称为KraftPaper(Kraft在德文中是强固的意思),以此种纸材去吸收酚醛树脂成为半硬化的胶片,再将多张胶片压合在一起,便成为单面板的绝绿基材,通称为PaperPhenolic。41、Phenolic酚醛树脂 是各电路板基材中用量最大的热固型(Thermosetted)树脂,除可供单面板的铜箔基板用途外,也可做为廉价的绝缘清漆。酚醛树脂是由酚(Phenol)与甲醛(formalin)所缩合而成的。其所交联硬化而成的树脂有Reso

21、le及Novolac两种产品,前者多用于单面板的树脂基材。42、Reinforcement补强物 广义上是指任何对产品在机械力量方面能够加强的设施,皆可称为补强物。在电路板业的狭义上则专指基材板中的玻璃布、不织布,或白牛皮纸等,用以做为各类树脂的补强物及绝缘物。43、ResinCoatedCopperFoil背胶铜箔 单面板的孔环焊垫因无孔铜壁做为补强,在波焊中除予应付铜箔与基板间,因膨胀系数不同而出现的分力外,还要支持零件的重量与振动,迫使其附着力必须比正常铜箔毛面的抓地力还要更强才行。因而还要在粗糙的棱线毛面上另外加铺一层强力的背胶,称为“背胶铜箔”。近年来多层板不但孔小线细层次增加,而且

22、厚度也愈来愈薄,于是乃有新式增层法(BuildUpProcess)的出现。背胶铜箔对此新制程极为方便,这种已有新意义的旧材料特称之为“RCC”。44、ResinRichArea树脂丰富区,多胶区 为了避免铜箔毛面上粗糙瘤状的钉牙,与介质常数较高的玻纤布接触,而让密集线路间的漏电(CAF,ConductiveAnodicFilament)得以减少起见,业者刻意在铜箔的毛面上先行加涂一层背胶,以达上述之目的。这种背胶的成份与基材中的树脂完全相同,使得铜箔与玻纤布之间的胶层(俗称ButterCoat),比一般由胶片所提供者更厚,特称为ResinArea。45、ResinStarvedArea树脂缺乏

23、区,缺胶区 指板中某些区域,其树脂含量不足,未能将补强玻纤布或牛皮纸完全含浸,以致出现局部缺乏树脂或玻纤布曝露的情形。或在压合作业时,由于胶流量过大,致其局部板内胶量不足,亦称为缺胶区。46、Resistivity电阻系数,电阻率 指各种物料在其单位体积内或单位面积上阻止电流通过的能力。亦即为电导系数或导电度(Conductivity)之倒数。47、Substrate底材,底板 是一般通用的说法,在电路板工常中则专指无铜箔的基材板而言。48、TapeCasting带状铸材 是一种陶瓷混合电路板(Hybrid)其基材板之制造法,又称为SlipCasting。系采湿式浇涂而成型的长带状薄材,由陶瓷

24、所研细与调制的液态泥膏(Slurry),经过一种精密控制的扁平出料口(DoctorBlade),挤涂于载体上成为带状湿材,经烘干后即得各种尺寸的原材(厚度525mil),经切割、冲孔与金属化之后即得双面板,也可将各薄层瓷板压合与烧结成为多层板。49、Teflon铁氟龙 是杜邦公司一种碳氟树脂的板材,即聚四氟乙烯(PTFEPoly-Tetra-Fluoro-Ethylene)类。此种树脂之介质常数甚低,在MHz下测得仅2.2而已,即使再与介质性质不佳的玻纤布去组成板材(如日本松下电工的R4737),尚可维持在2.67,仍远低于FR-4的4.5。此种介质常数很低的板材,在超高频率(3GHz30GH

25、z)卫星微波通信中,其讯号传送所产生的损失及杂讯等都将大为减少,是目前其他板材所无法取代的特点。不过Teflon板材之化性甚为迟钝,其孔壁极难活化。在进行PTH之前,必须要用到一种含金属钠的危险药品TetraEtch,才能对Teflon孔壁进行粗化,方使得后来的化学铜层有足够的附着力,而能继续进行通孔的流程。铁氟龙板材尚有其他缺点,如Tg很低(19),膨胀系数太大(20ppm/)等,故无法进行细线路的制作。幸好通信板对布线密度的要求,远逊于一般个人电脑的水准,故目前尚可使用。50、ThermalCoefficientExpansion(TCE)指各种物质每升高1所出现的膨胀情形,但以CTE的简

26、写法较为正式。51、Thermomechanicalanyalysis(TMA)热机分析法 是一种利用温度上升而体积发生变化时,测量其微小线性膨胀的分析方法。例如取少量的板材树脂粉末,即可利用TMA法分析其Tg点之所在。52、Thermount聚醯胺短纤席材 是杜邦所开发一种纤维的商品名称。该芳香族聚醯胺类(PolyAmide)组成的有机纤维,通称为Aramide纤维,现有商品Kevelar、Nomex及Thermount等三类,均已用于电子工业。Kevelar是由长纤纺纱并织成布材者,可代替玻纤布含浸树脂做成板材,尺寸安定性极好。另在汽车工业中也可用做轮胎的补强纤维。其二为耐高温(220)质地较密的布材Nomex,可制做空军飞行衣或电性绝缘材料用途。Thermount则为新开发的“不织纸材”(Nonwoven),重量较FR-4轻约15,其尺寸甚为稳定,有希望在微孔式MCM-L小板方面崭露头角。53、ThinFoil薄铜箔 铜箔基板表面上所压附(Clad)的铜皮,凡其厚度低于0.7mil0.002m/m或0.5oz者即称为ThinFoil。54、ThinCore薄基板 多层板的内层板

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