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PCB常用板材及介電常數

PCB13266630525 ? 來源:江西省電子電路行業協會 ? 2023-03-12 09:04 ? 次閱讀

一般按板的增強材料不同,可劃分為:紙基、玻璃纖維布基、復合基(CEM系列)、積層多層板基和特殊材料基(陶瓷、金屬芯基等)五大類。

若按板所采用的樹脂膠黏劑不同進行分類,常見的紙基CCI。有:酚醛樹脂(XPc、XxxPC、FR-1、FR一2等)、環氧樹脂(FE一3)、聚酯樹脂等各種類型。常見的玻璃纖維布基CCL有環氧樹脂(FR一4、FR-5),它是目前最廣泛使用的玻璃纖維布基類型。

另外還有其他特殊性樹脂(以玻璃纖維布、聚基酰胺纖維、無紡布等為增加材料):雙馬來酰亞胺改性三嗪樹脂(BT)、聚酰亞胺樹脂(PI)、二亞苯基醚樹脂(PPO)、馬來酸酐亞胺——苯乙烯樹脂(MS)、聚氰酸酯樹脂、聚烯烴樹脂等。按CCL的阻燃性能分類,可分為阻燃型(UL94一VO、UL94一 V1級)和非阻燃型(UL94一HB級)兩類板。

近一二年,隨著對環保問題更加重視,在阻燃型CCL中又分出一種新型不含溴類物的CCL品種,可稱為“綠色型阻燃cCL”。隨著電子產品技術的高速發展,對cCL有更高的性能要求。因此,從CCL的性能分類,又分為一般性能CCL、低介電常數CCL、高耐熱性的CCL(一般板的L在150℃以上)、低熱膨脹系數的CCL(一般用于封裝基板上)等類型。

PCB電路板板材介紹:按品牌質量級別從底到高劃分如下:94HB-94VO-22F-CEM-1-CEM-3-FR-4

cad642c0-c051-11ed-bfe3-dac502259ad0.jpg

詳細參數及用途如下:

94HB:普通紙板,不防火(最低檔的材料,模沖孔,不能做電源板)

94V0:阻燃紙板 (模沖孔)

22F:單面半玻纖板(模沖孔)

CEM-1:單面玻纖板(必須要電腦鉆孔,不能模沖)

CEM-3:雙面半玻纖板(除雙面紙板外屬于雙面板最低端的材料,簡單的雙面板可以用這種料,比FR-4會便宜5~10元/平米)

FR-4: 雙面玻纖板

阻燃特性的等級劃分可以分為94VO-V-1 -V-2 -94HB 四種

半固化片:1080=0.0712mm,2116=0.1143mm,7628=0.1778mm

FR4 CEM-3都是表示板材的,fr4是玻璃纖維板,cem3是復合基板

PCB板材的介電常數

研究PCB板材的介電常數是因為信號在PCB上傳輸時,速度和信號完成性都會受到介電常數的影響。所以這個常數非常重要,硬件人員忽視掉這個參數的原因是廠家選用了不同的材料做成PCB板時,介電常數就被確定了,比如生益的PCB板介電常數的3.7,超聲PCB板介電常數是4.2。

根據PCB板上信號輸出速度的公式:

其中c為光速,Er為PCB板的介電常數。

根據上面的公式,就能得到一些常見的結論 6mil/ps,6inch/ns。

根據百度百科的解釋,介電常數:介質在外加電場時會產生感應電荷而削弱電場,原外加電場(真空中)與最終介質中電場比值即為相對介電常數(relative permittivity 或 dielectric constant),又稱誘電率,與頻率相關。

介電常數是相對介電常數與真空中絕對介電常數乘積。如果有高介電常數的材料放在電場中,電場強度會在電介質內有可觀的下降。理想導體的相對介電常數為無窮大。

根據物質的介電常數可以判別高分子材料的極性大小。通常,相對介電常數大于3.6的物質為極性物質;相對介電常數在2.8~3.6范圍內的物質為弱極性物質;相對介電常數小于2.8為非極性物質。

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FR4板材介電常數

介電常數(Dk, ε,Er)決定了電信號在該介質中傳播的速度。電信號傳播的速度與介電常數平方根成反比。介電常數越低,信號傳送速度越快。我們作個形象的比喻,就好想你在海灘上跑步,水深淹沒了你的腳踝,水的粘度就是介電常數,水越粘,代表介電常數越高,你跑的也越慢。

介電常數并不是非常容易測量或定義,它不僅與介質的本身特性有關,還與測試方法,測試頻率,測試前以及測試中的材料狀態有關。介電常數也會隨溫度的變化而變化,有些特別的材料在開發中就考慮到溫度的因素。濕度也是影響介電常數的一個重要因素,因為水的介電常數是70,很少的水分,會引起顯著的變化。

FR4板材介質損耗:絕緣材料在電場作用下,由于介質電導和介質極化的滯后效應,在其內部引起的能量損耗。也叫介質損失,簡稱介損。在交變電場作用下,電介質內流過的電流相量和電壓相量之間的夾角(功率因數角Φ)的余角δ稱為介質損耗角。FR4板材介質損耗一般在0.02,介質損耗會隨著頻率的增加而增大。

FR4板材TG值:也稱玻璃態轉化溫度,一般是130℃、140℃、150℃、170℃。

FR4板材常規厚度

一般常用的厚度:0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm,板材厚度誤差根據板材工廠的制作能力而定。

FR4覆銅板常用銅厚:0.5盎司、1盎司、2盎司,其他銅厚也有,需要咨詢PCB廠家確定。

審核編輯 :李倩

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原文標題:【技術園地】PCB常用板材及介電常數

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