FR-4系统介绍

FR-4产品介绍FR4口头上是那么读，但是正规的书面型号是FR-4FR-4是一种耐燃材料等级的代号，所代表的意思是树脂材料经过燃烧状态必须能够自行熄灭的一种材料规格，它不是一种材料名称，而是一种材料等级，因此目前一般电路板所用的FR-4等级材料就有非常多的种类，但是多数都是以所谓的四功能(Tera-Function)的环氧树脂加上填充剂(Filler)以及玻璃纤维所做出的复合材料。FR-4环氧玻璃布层压板，根据使用的用途不同，行业一般称为：FR-4EpoxyGlassCloth,绝缘板，环氧板，环氧树脂板，溴化环氧树脂板，FR-4，玻璃纤维板，玻纤板，FR-4补强板，FPC补强板，柔性线路板补强板，FR-4环氧树脂板，阻燃绝缘板，FR-4积层板，环氧板，FR-4光板，FR-4玻纤板，环氧玻璃布板，环氧玻璃布层压板，线路板钻孔垫板。主要技术技术特点及应用：电绝缘性能稳定，平整度好，表面光滑，无凹坑，厚度公差标准，适合应用于高性能电子绝缘要求的产品，如FPC补强板，PCB钻孔垫板，玻纤介子，电位器碳膜印刷玻璃纤维板，精密游星齿轮(晶片研磨)，精密测试板材，电气（电器）设备绝缘撑条隔板，绝缘垫板，变压器绝缘板，电机绝缘件，研磨齿轮，电子开关绝缘板等。FR4环氧玻璃布层压板表面颜色有:黄色FR-4,白色FR-4,黑色FR-4,篮色FR-4等.FR-4是PCB使用的基板，是板料的一种类别。板料按增强材料不同，主要分类为以下四种：1）FR-4：玻璃布基板2）FR-1、FR-2等：纸基板3）CEM系列：复合基板4）特殊材料基板（陶瓷、金属基等）FR-4由专用电子布浸以环氧酚醛树脂等材料经高温高压热压而成的板状层压制品。特点：具有较高的机械性能和介电性能，较好的耐热性和耐潮性并有良好的机械加工性。用途:电机、电器设备中作绝缘结构零部件，包括各式样之开关`FPC补强电器绝缘`碳膜印刷电路板`电脑钻孔用垫`模具治具等（PCB测试架）并可在潮湿环境条件和变压器油中使用。什么是TG值？玻璃态转化温度GlassTransitionTemperature(Tg)高分子在常温时,通常会呈现一种非结晶无定型态之脆硬玻璃态固体,但当在高温时却将转变成一种如同橡胶状的弹性固体。这种由常温”玻璃态”转变成物性明显不同的高温”橡胶态”过程中,其狭窄之温变过度区域,特称为”玻璃态转化温度”,简称Tg。Tg的测量方法主要有DSC,TMA和DMA三种.FR4材料及改进材料已经囊括了normalTG到highTG整个系列,主要代表性的供应商及型号为:生益S1141联贸IT180宏仁GA180ISO370HR--TG180一般最常用的Normal材料的Tg有140℃、150℃、180℃，其中Tg150為middleTg材料，Tg180為HighTg材料；而middleTg及HighTg材料又分為Dicy固化及PN固化、不添加無機填料及添加無機填料；一般普通PCB可在以上材料中挑選符合自已要求的生產就行，但在生產制作HDI板時建議選用PN固化、添加無機填料的材料，可防止成品爆板的危險FR-4级别区分FR4覆铜板是玻璃纤维环氧树脂覆铜板的简称.FR-4覆铜板分为以下几级:FR-4A1级覆铜板此等级覆铜板主要用于军工、通讯、电脑、数字电路、工业仪器仪表、汽车电路等电子产品。此等级覆铜板应用广泛，各项技术性能指标全部满足上述电子产品的需要。此等级产品质量完全达到世界一流水平，档次最高，性能最好的产品。FR-4A2级覆铜板此等级覆铜板主要用于普通电脑、仪器仪表、高级家电产品及一般的电子产品。此等级系列覆铜板应用广泛，各项性能指标都能满足一般工业用电子产品的需要。有很好的价格性能比，能使客户有效地提高竞争力。FR-4A3级覆铜板此级覆铜板是本公司专门为家电行业、电脑周边产品及普通电子产品（如玩具，计算器，游戏机等）开发生产的FR－4产品。其特点在于性能满足要求的前提下，价格极具竞争优势。FR-4AB1级覆铜板此等级覆铜板属本公司独有的中低档产品。但各项性能指标仍可满足普通的家电、电脑周边产品及一般的电子产品的需要，开发生产的只适合制作普通双面PCBFR－4产品。其价格最具竞争性，性能价格比也相当出色。FR-4AB2级覆铜板此等级覆铜板属本公司独有的低档产品。但各项性能指标仍可满足普通的家电、电脑周边产品及一般的电子产品的需要，开发生产的只适合制作普通双面PCBFR－4产品。其价格最具竞争性，性能价格比也比较好。FR-4AB3级覆铜板此等级覆铜板属本公司的低档产品。各项性能指标能满足普通的家电、电脑周边产品及一般的电子产品的需要，开发生产的只适合制作普通双面PCBFR－4产品。其稳定性比AB2级板材稍差些，价格低廉而实惠。FR-4B级覆铜板此等级覆铜板属于本公司的次级品板材，各项性能指标可以满足要求不高的电子产品需要，一般适用尺寸100mmX200mm的产品。只适合制作线距、线宽、孔间距及孔径要求不高的普通双面PCBFR－4产品，价格最为低廉。FR-4产品系列FR-4无卤素覆铜板此系列产品是未来覆铜板环保方面发展趋势，其可以使用在军工、通讯、电脑、数字电路、工业仪器仪表、汽车电路等电子产品。此等级产品质量完全达到世界一流水平。CEM-3系列覆铜板此类产品本公司生产的有三种基材颜色，即白色，黑色及自然色。主要应用在电脑、LED行业、钟表、一般家电产品及普通的电子产品（如VCD，DVD，玩具，游戏机等）。其主要特点是冲孔性能较好，适合于大批量的需要冲压工艺成形的PCB产品。此系列产品有A1、A2、A3三个质量等级的产品，各种不同要求的客户，可选择使用。CEM-3-BK特点：⑴基材黑色，不透明，遮光性。⑵优秀的机械加工性，可冲孔加工。⑶加工工艺与FR-4相同。应用领域：非常适合制作LED显示用印制线路板。CEM-3-W特点：⑴基材白色，不透明，遮光性和耐泛黄性好。⑵优秀的机械加工性，可冲孔加工。⑶加工工艺与FR-4相同。应用领域：非常适合制作LED显示用印制线路板。CEM-3-UV特点：⑴优秀的机械加工性，可冲孔加工，钻孔加工钻头使用寿命可延长2-5倍。⑵UVBlocking与UAOI兼容，可提高PCB生产效率。⑶电性能与FR-4相当，加工工艺与FR-4相同。应用领域：仪器仪表、信息家电、汽车电子、自动控制器、游戏机等。CEM-3-N特点：⑴优秀的机械加工性，可冲孔加工，钻孔加工钻头使用寿命可延长2-5倍。⑵电性能与FR-4相当，加工工艺与FR-4相同。⑶PTH可靠性与FR-4相当。应用领域：仪器仪表、信息家电、汽车电子、自动控制器、游戏机等。FR-4性能特征垂直层向弯曲强度A：常态：E-1／150，150±5℃≥340Mpa平行层向冲击强度（简支梁法）：≥230KJ／m浸水后绝缘电阻（D-24／23）：≥5.0×108Ω垂直层向电气强度（于90±2℃变压器油中，板厚1mm）：≥14.2MV／m平行层向击穿电压（于90±2℃变压器油中）：≥40KV相对介电常数（50Hz）：≤5.5相对介电常数（1MHz）：≤5.5介质损耗因数（50Hz）：≤0.04介质损耗因数（1MHz）：≤0.04吸水性（D-24／23，板厚1.6mm）：≤19mg密度：1.70-1.90g／cm³燃烧性：FV0颜色：本色执行标准：GB／T1303.1-1998FR-4制程性能：（1）FR-4制程压板熔点（203℃）（2）高抗化性（3）低损耗系数(Df0.0025)（4）稳定和低的介电常数（Dk2.35）（5）热塑性材料FR-4品质控制1.基板翘曲予防措施1.1从树脂配方入手采用分子链比较长，柔顺性比较好的树脂及固化剂，这是克服基板翘曲的重要手段。纸基覆铜板自从采用了桐油改性酚醛树脂以后，有效地解决了覆铜板翘曲问题，它为其它类型层压板与覆铜板提供了借鉴。1.2认真选用好基材在纸基覆铜板生产实践中我们发现，同样的胶液，同样的生产条件，采用不同生产厂生产的纸来生产覆铜板，用其中一些厂的纸制出的单面覆铜板竞会从正翘变为反翘。根据这一现象，在纸基覆铜板生产中，我们有意将翘曲度有差异的纸混用分别上胶混和叠料，发现可以制得平整度很好的覆铜板。其在PCB制程中也很稳定，这一作法其他CCL厂可以借鉴。玻纤布基单面覆铜板我们尚未发现变换不同厂家基材所制得覆铜板会从反翘变化到正翘情况，但不同厂家玻纤布制得的覆铜板翘曲度有明显差异，材料采购时应定向。1.3严格控制各生产环节技术参数在覆铜板生产过程中，严格控制各生产环节技术参数，保证半固化片的树脂含量、流动度、凝胶化时间一致性，这是提高覆铜板平整性的必要措施。其中流动度与凝胶化时间的技术指标的确定，是一个技术性很强的问题，须经过大量生产实践积累数据，才能找到一个较佳控制指标与生产工艺条件（当前有不少厂家采用流压仪来测量半固化片的技术参数，其控制精度既高、而且可以作动态模拟层压过程试验，优点很多）。1.4张力控制基材上胶时，上胶机张力宜小不宜大。叠料经纬不得交叉，不同厂家布不要混用，不同规格布不要混用，不同上胶机生产，不同厂家生产半固化片最好都不要混用（因为它们存在张力差异）。1.5温度控制产品热压成型时，如果用导热油加温最好，热压板各处温差比蒸汽加热小。升温速率要适中，不宜过慢，也不宜过快。注意半固化片流动度、凝胶化时间，并视层压产品品种与厚度作适量调节，尽量减小流胶量。如果热压板管路排布及热源进出口位置安排不合理，也会造成热压板温度分布不均，会加大产品翘曲，此时应改造热压板。1.6层压菜单合理设计合理设计层压过程中的预热温度和升温升压速率，是压好板、减少翘曲的关键点。垫板纸的数量和松软度的影响也很大，一定要灵活应用。不锈钢板的厚度和硬度对基板的翘曲也有一定影响，有条件尽量采用厚一点硬一点的不锈钢板。1.7缓慢降温速度在覆铜板热压成型中，小心观察时会发现，每个BOOK的外层板翘曲度大于内层部位板，这与外层板降温速率大于内层板有关。在热压保温固化阶段结束以后，有些CCL厂采用分段降温冷却生产工艺，即先用温水或温油（对于导热油加热系统）冷却，让产品第一段降温比较缓和，再用冷水或冷油降温，这一作法效果很不错，值得其它厂借鉴。1.8降低成型压力尽量采用真空压机热压成型，真空度越高，由于低分子物较易排出，用较低压力就可以使产品达到较高密度，压力越低，产品内应力也越小，所以采用低压成型有利于减少产品翘曲度。低压成型，减小流胶是提高覆铜板平整度，减小白边角重要手段之一。人们研究过采用真空仓压制CCL或PCB产品，由于产品是全方位受力，并且是均匀的，一致的，因而可以制得没有白边角，高平整度产品。不过，当前尚没有一个CCL厂将其用于工业化生产。1.9包装与储存基板存放时应密封包装，当前有不少CCL厂已采用防潮密封包装，这对减小基材存放过程翘曲是有好处的。基板存放时应平放，不宜竖放，更不宜往上压重物。如果堆叠存放时，包与包之间应隔上硬木板，实践证明，不隔硬木板，下面产品会产生变形。1.10PCB线路图形设计均衡性PCB线路图形设计不可能很均衡，如遇到有大面积导电图形时，应尽量将其网格化，以减少应力。1.11PCB制程前先烘板基板在投入使用前最好先烘板（在基板TG附近温度下烘若干小时），使基板应力松弛，可以减少基板在PCB制程中翘曲。PCB制程中尽量采用较低加工温度，减少强烈热冲击。1.12加工方向一致性CCL基板上商标字符的方向表示产品加工过程受力方向，俗称纵向。在PCB制程中应尽量使线路图形中线条的方向与基板纵向一致，以减少应力，减少制品翘曲。做多层板时，要注意使半固化片纵向与各层PCB纵向一致。2、翘曲覆铜板的整平措施：2.1辊压式整平机应用：采用辊压式整平机整平法：在PCB制程中，将翘曲度比较大的板先挑出来用辊压式整平机整平，再投入下一工序。对于最终产品如果仍有翘曲度超差的产品，也送入辊压式小型整平机中再次整平，这种做法对于厚度比较薄，翘曲变形较小的PCB板是有效的。2.2压机整平法：对于已经完工，翘曲度明显超差，用辊压式整平机无法整平的PCB板，有些PCB厂将它放入小压机中（或类似