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指电镀铜皮(E.D.Foil)在高速镀铜(1000
ASF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(25
ASF)之无特定结晶组织的铜层,在热应力中亦容易发生断裂。
9、Coefficient
of
Thermal
Expansion
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、Copper
Foil
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。
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
(Composite
Epoxy
Material);
若席材为纸纤时,则称之为
CEM-1
此为美国NEMA规范
LI
1-1989中所记载。
12、Copper-Invar-Copper(CIC)综合夹心板
Invar是一种含镍40~50%、含铁50~60%
的合金,其热胀系数(CTE)很低,又不易生锈,故常用于卷尺或砝码等产品,电子工业中常用以制做
IC的脚架(Leed
Frame)。
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
(Metal
Core),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、Core
Material内层板材,核材
指多层板之内层薄基板或一般基板,除去外覆铜箔后之树脂与补强材部份。
14、Dielectric
Breakdown
Voltage
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
Dielectric
Voltage”,简称“溃电压”。
15、Dielectric
Constant,ε,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”(Electrostatic
Energy)的多寡而言。
此词尚另有同义字“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
1
MHz频率下所测得介质常数的
2.5
为最好,FR-4
约为
4.7。
16、Dielectric
Strength
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”(Dielectric
Withstand
Voltage)称为“介质强度”。
其实也就是前述“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、Double
Treated
双面处理铜箔
指电镀铜箔除在毛面(Matte
Side)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(Drum
Side)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、Drum
Side
铜箔光面
电镀铜箔是在硫酸铜液中以高电流密度(约
1000
ASF),于不锈钢阴极轮(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“Drum
Side”。
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“Hydralic
Buldge
Test”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部份,所占原始长度之百分比,称为延伸性。
22、Flame
Point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、Flammability
Rate
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
(National
Electrical
Manufacturers
Association,为美国业界一民间组织)规范“LI
1-1989”1.7
节中的术语,其最直接的定义是“由连续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”(Flame
Resist
or
Retardent)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1吋,长2.5~6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Flexural
Yield
Strength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)0.030or
0.031
0.625
0.0250.060or
0.062
3
0.026
0.090or
0.093
3.5
1.5
0.0400.120or
0.125
4
2
0.0530.240or
0.250
0.5
6
0.106
26、HTE(High
Temperature
Elongation)
高温延伸性
在电路板工业中,指电镀铜皮(ED
Foil)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-Type
E
之类级。
27、Hydraulic
Bulge
Test
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“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”(
Metal
Core
)
之复合板,其中之夹心层即由
Copper-Invar-Copper
等三层薄金属所粘合所组成的。
Laminate
Void
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(Plating
Void),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(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(Copper
Laminates)。
32、Loss
Tangent
(TanδDf)
损失正切
本词之同义字另有:
Loss
Factor损失因素,
Dissipation
Factor散失因素或“消耗因素”,与介质损失Dielectric
Loss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(Signal
Pulse)
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(The
Cotangent
Phase
Angle)”或“介质损角的正切”
(The
Power
Factor
is
the
Sine
Angle)
」。
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(The
Angle),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,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(ε*即表电能失之可回复部分
stored),以纵轴代表虚部
(ε"
即表电能失之不可回复部分
lost),
δ角即损角
(Loss
Angle),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,其不可回复部分对可回复部份之比值,就是板材的损失因素”。
此
ε"
/ε*
比值又可改头换面如下,亦即:
/ε*=Tanδ……
表示介质的漏电程度
/ε=Sinδ……
表示导体的功率因素当ε"
极小时,则
Tanδ
将等于Sinδ
33、Major
Weave
Direction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(Composite
Material)的复合材料,板材中间的
Glass
Mat
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(ED
Foil)
之粗糙面。
是在硫酸铜镀液中以高电流密度(1000
ASF
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(Tw
Treatmant,呈灰色)或镀黄铜(Tc
Treatment,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、Minor
Direction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。
37、Modulus
Elasticity
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、Nominal
Cured
Thickness
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、Paper
Phenolic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Kraft
Paper
(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Paper
Phenolic。
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Resole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、Resin
Coated
Copper
Foil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,而且厚度也愈来愈薄,于是乃有新式增层法
(Build
Up
Process)
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、Resin
Rich
Area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,Conductive
Anodic
Filament)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Butter
Coat),比一般由胶片所提供者更厚,特称为Resin
Area。
45、Resin
Starved
Area树脂缺乏区,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、Tape
Casting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
Slip
Casting。
系采湿式浇涂而成型的长带状薄材,由陶瓷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(Doctor
Blade)
,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5~25mil),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(PTFE
Poly-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(3GHz~30GHz)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Tetra
Etch,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(20
ppm/℃)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、Thermal
Coefficient
Expansion(TCE)
指各种物质每升高1℃所出现的膨胀情形,但以CTE的简写法较为正式。
51、Thermomechanical
anyalysis(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(Poly
Amide)
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、Thin
Foil薄铜箔
铜箔基板表面上所压附(Clad)的铜皮,凡其厚度低于
0.7
mil
[0.002
m/m
或0.5
oz]者即称为Thin
Foil。
54、Thin
Core薄基板
多层板的内层板
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