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FR-4覆铜板生产技术讲座(一)
发布时间:2011-03-31   浏览次数:

概述

    我国覆铜板制造业从起步到现在能够在短短五十来年的时间里发展成为世界覆铜板生产大国。这一巨大发展,与覆铜板专用设备技术进步、覆铜板专用原材料技术进步、覆铜板生产工艺技术进步、覆铜板测试技术与标准化进步等都分不开的。当然也离不开电子技术、印制电路板生产技术的不断发展,对覆铜板业的驱动。

    覆铜板生产技术的进步是为满足电子产品向“轻、薄、短、小”发展需要,随着印制电路板的技术进步而同步发展的。覆铜板生产技术的进步离不开覆铜板专用设备进步、覆铜板专用原材料进步、覆铜板生产工艺技术进步。本节也将比较详细地从覆铜板定义与作用;覆铜板分类;覆铜板技术标准;FR-4覆铜板定义与主要品种等四个方面进行论述。

一、什么是覆铜板

(一)覆铜板定义

    在基板的一面或两面覆有金属箔的层压板称为覆箔板,覆铜板主要用于制做印制电路板,要求金属箔有较低的电阻率。如下是常见金属在20℃时的电阻率:银1.59×10-8Ωm  1.68×10-8Ωm,金2.40×10-8Ωm,铝2.65×10-8Ωm,铁9.7l×10-8Ωm

    上述金属中以银的电阻率最小。银属于贵金属,价格较高,并且硬度较低,很少直接作为覆铜板的金属箔使用。金和银通常用在线路板的插头等关键部位,通过镀金或镀银来提高其性能。此外,银还常用来做银导电浆料。

    铜具有电阻率低,材料来源广泛,铜箔的综合性能优良等优点,是覆箔板中用量最大的一类金属箔,因此覆箔板通常也称为覆铜板。

    铝的电阻率虽然也比较低,而且密度也很低(铝的密度:2.70g/cm³,铜的密度:8.96g/cm³),具有很大的价格优势。但铝箔的机械强度低,与树脂的粘合性不太好,比较难蚀刻,也不好焊接等缺点,除了一些比较特殊需要如军事用途,磁场用途等用到覆铝箔板之外,铝箔很少作为覆箔板的金属箔使用。但由于铝具有价格低廉,比重小,导热性能高的优点,所以被广泛用在在金属基覆铜板中,以铝板作为散热层的金属基覆铜板称为铝基覆铜板。

    -铍合金箔具有耐化学性,机械强度高等优点,但价格比较高,只用在一些比较特殊场合。

(二)覆铜板用途

    覆铜板主要用于制做印制电路板,它广泛应用于通讯、移动通讯、电脑、仪器仪表、数字电视、数控音响、卫星、雷达等产品上,近年来还开始应用于太阳能电池、LED照明、LED背光源、平板显示器、汽车电子等新产品领域。在电子整机产品中,覆铜板起着元件负载、电路互连、电路间绝缘三大作用。

(三)为什么印制电路板要用覆铜板来制作

    在覆铜板出现以前的电子产品组装,最常用的方法是以铝板作为支承载体。那时的电子元器件体积也比较大。其作法是先在铝板上按布线要求冲钻各电子元器件引线或插座插孔,以固定各电子元器件体,然后用绝缘导线连按各电子元器件。此一作法缺点是生产效率低,电绝缘性低,电子产品体积很大。当时一台普通收音机体积相当于现在14英寸小型电视机,而一台普通运算速度电脑则有几间房间那么大。

    自二十世纪五十年代覆铜板工业化生产以后,由于电子线路图形可以通过干膜曝光或丝印等等方法转移到覆铜板的铜箔面上,经过蚀刻液将没有线路的铜箔腐蚀掉,再经过其他加工工序就制得印制电路板。

    由于覆铜板基板的电绝缘性能很好,所以印制电路板的线路可以作得很细、很密,可以实现电子元器件高密度互连,缩小了电子产品体积,提高了电子产品功能。而且印制电路板上电子元体的组装也已经由手工插装,手工焊接,过渡到自动组装,所以生产效率很高。覆铜板的出现促使电子产品更加琳琅满目,更加多样化,小型化,高功能化。

    现时用覆铜板制作印制电路板方法俗称“减成法”,它是通过印制或其他手段先在覆铜板的铜箔面上制作电路图形,在酸性或碱性蚀刻液中腐蚀去铜箔面上没有线路的那部分铜箔,制得PCB图形。这一作法缺点是约有70%以上的铜箔都被腐蚀掉。针对这一情况,有人研究了一种被称为“加成法”的PCB制造方法。它是在没有铜箔的基板上用含导电材料的“油墨”印上电路图形,将印上电路图形的基板经热处理,使导电图形牢固地附着在基板上,就得到印制电路板。这一作法的优点是不需要蚀去多余铜箔,可以节省大量铜材。但这一制法由于仍有相当多的技术难点未突破,所以仍未被广泛采用(在后而将做专题论述)。

    类似“加成法”的PCB制法尚有许多种方法,诸如先将含导电材料的“油墨”先印在清理得很干净的不锈钢板上,将这些印有PCB图形的不锈俐板与半固化片叠合于热压机上热压,不锈钢板上PCB图形转移在附着到基板上去,而制得PCB板,但也未能进入工业化生产。

    此外,也有人研究了一种被称为“布线法”的PCB制造方法。它用编程方法在没有铜箔的基板上布置漆包线,其优点与“加成法”相同,可节省大量铜箔,但也未能工业化生产。因此,在当前覆铜板仍是制作PCB板的基本材料。

来源:玻纤情报网
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