电子玻纤布的上下游..ppt

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1、 玻纤布上下游一、覆铜板的概念（一）、覆铜板的定义将增补材料浸以树脂，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料，称为覆铜箔层压板（Copper Clad Laminate，CCL），简称覆铜板。它用于制作印制电路板（Printed Circuit Board，PCB）。上述单、双面覆铜板，以及多层PCB用内芯覆铜板、粘结片都是PCB基板材料。其中粘结片，是指预浸一种树脂并固化至半固化阶段，可起粘结作用的薄片材料，因此也称作半固化片（prepreg，简称PP）。（二）、覆铜板的分类1.按覆铜板的机械刚性划分：可分为刚性覆铜板（硬板）和挠性覆铜板（软板）。2.按照不同绝缘材料、结构划分：可分为

2、有机树脂类覆铜板、金属基（芯）覆铜板、陶瓷基覆铜板。3.按照覆铜板的厚度划分：可分为厚板和薄板。一般将介质层厚度小于0.8mm的覆铜板称为薄板（IPC标准为0.5mm）4.按增强材料划分：常用的不同材料的刚性有机树脂覆铜板有三大类：玻纤布基覆铜板（如：FR-4）、纸基覆铜板（如：FR-1）和复合基覆铜板（如：CEM-1、CEM-3等）。5.按采用的绝缘树脂划分：主树脂是某种树脂，该覆铜板就称为某树脂板。6.按照阻燃等级划分：按照UL标准，阻燃等级分为非阻燃覆铜板和阻燃型覆铜板。7.按覆铜板的某些性能划分：（1、）高Tg板 玻璃化温度（Tg）是描述绝缘材料达到某一温度后由玻璃态转变为橡胶态（高弹

3、态），此时的温度称为玻璃化温度。一般绝缘材料当温度在Tg以上时，许多性能发生急剧变化。因此Tg越高，材料介质原有各种性能的稳定性越好。另一方面，具有高Tg的材料，一般比低Tg的材料具有较好的尺寸稳定性和机械强度保持率，加之该优良性能可在更大温度范围内保持，这对制造高密度，高精度高可靠性细线条的PCB是很重要的。Tg是衡量、表征一些玻纤布基覆铜板耐热性的重要项目。但对于纸基和复合基覆铜板来说，用Tg衡量它们的耐热性不适用。（2、）高介电性能板 对覆铜板的介电性能（一般指介电常数和介质损耗角正切）要求有一般要求和更高要求的区别。（3、）抗辐射板 该板要求经一定剂量的某种射线（、r射线等）辐射一定时

4、间后，仍保持某些方面的性能要求。（4、）高CTI板 覆铜板的漏电起痕是指其蚀刻掉铜箔后的绝缘层表面在电场和电解液的联合作用下逐渐形成碳化导电通道，使之丧失绝缘性能的现象。(5、）低膨胀系数板 (6、）环保型覆铜板 主要指无卤、无锑化阻燃覆铜板。其“无卤”定义：根据JPCA-ES-0011999标准规定：采用离子色谱分析法，能够满足“氯含量小于0.09%，溴含量小于0.09%”的条件者，就可定为无卤化覆铜板。生产该覆铜板需要专门的机台和管道。(7、）紫外光遮蔽型覆铜板 该覆铜板的紫外线透过率小于0.4%。我司生产的覆铜板都属于紫外光遮蔽型覆铜板。(8、）层积法多层板基板材料 指适合生产HDI（高

5、密度互联）多层板制造用的绝缘材料。（三）、生产覆铜板的工艺流程1、CCL制造工艺制造工艺流程流程总图总图叠置組合压合上胶检验裁切调胶覆铜板树脂DMF双氰胺半固化片玻纤布分解裁切2、CCL调胶工艺流程桶装桶装树脂树脂桶装桶装溶剂溶剂固化固化剂剂促进促进剂剂测测SG1测测SG2静置槽静置槽调胶槽调胶槽溶解槽溶解槽主树脂主树脂3、CCL上胶工艺流程玻纤布发送区玻纤布发送区接接布布蓄布架蓄布架预预含含浸浸槽槽主主含含浸浸槽槽电热烤箱电热烤箱一一塔塔二二塔塔切边切边玻纤布玻纤布卷取或切片卷取或切片3、CCL组合热压工艺流程PP堆叠堆叠线线PP裁切机裁切机回流线回流线铜箔堆叠好之PP真真空空热热压压机机冷

6、冷压压机机组组合合线线拆解（回流线）拆解（回流线）镜面钢板镜面钢板清洗镜面钢板清洗镜面钢板镜面钢板覆铜基板基板裁切基板裁切检验检验包装入库包装入库（四）、覆铜板的性能要求1、外观要求：外观要求，包括对铜箔表面凹坑、划痕、麻点、胶点、针孔、折皱的尺寸要求和对层压板面及次表面的胶点，压痕。气泡、外来杂质等缺陷要求。2、尺寸要求：尺寸要求，包括长度、宽度及其偏差、弓曲、扭曲等。3、电性能要求：包括介电常数、介质损耗角正切、体积电阻率、表面电阻、绝缘电阻、耐电弧性、介质击穿电压、电气强度、比表漏电起痕指数等。4、物理性能要求：包括剥离强度、冲孔性、尺寸稳定性、弯曲强度、耐热性等。5、化学性能要求：包括

7、耐焊性，耐燃性、耐药品性Tg点等。6、环境性能要求：包括吸水性、耐霉斑性、压力容器蒸煮性能等。具体性能标准参考IPC4101B，具体测试方法可以参考IPCTM650.（五）、环氧玻纤覆铜板的特点及用途1、定义：环氧玻纤布基板，是以环氧树脂作粘合剂，以电子级玻纤布作增强材料的一类基板。2、特点：环氧玻纤布基板的机械性能、尺寸稳定性、抗冲击性、耐湿性比纸基板高，并且电气性能优良，工作温度较高，本身性能受环境影响小。环氧玻纤布基板应用最广泛的型号是FR-4。3、用途：PCB类别类别覆铜板及多层板基材生产覆铜板及多层板基材生产的的PCB用途用途覆铜箔形式覆铜箔形式材料特点材料特点10层及以上多层层及以

8、上多层板板大型计算机、军工用电子大型计算机、军工用电子产品、宇航用电子产品、产品、宇航用电子产品、测试仪器、电子交换器测试仪器、电子交换器等大型通信设备等等大型通信设备等-高传输速度、高高传输速度、高Tg，低消耗的，低消耗的多层板多层板68层层中性计算机、半导体试验中性计算机、半导体试验装置、电子交换机，自装置、电子交换机，自动化控制产品、笔记本动化控制产品、笔记本电脑等电脑等-一般用高一般用高TgFR-4 的环氧玻纤布的环氧玻纤布基板基板34层层计算机、游戏机、计算机计算机、游戏机、计算机外围电子产品、外围电子产品、IC卡、卡、通信产品等通信产品等-一般的一般的FR-4基板基板双面板双面板中

9、高级家用电器、打印机、中高级家用电器、打印机、复印机、自动化仪器仪复印机、自动化仪器仪表、试验装置等表、试验装置等双面双面单面板单面板调谐器、电源开关、洗衣调谐器、电源开关、洗衣机、空调、电视机、随机、空调、电视机、随声听等声听等单面单面光板光板电子仪器绝缘垫片电子仪器绝缘垫片无无二、FR-4环氧玻纤覆铜板的主要原材料 FR-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(Fi

10、ller)以及玻璃纤维所做出的复合材料。因此，FR-4覆铜板就是指满足FR-4耐燃等级的覆铜板。（一）、铜箔 1、分类：、分类：（1）、覆铜板用铜箔，根据其生产工艺不同，可以分为压延铜箔和电解铜箔两大类。压延铜箔：该铜箔是将铜先经熔炼加工制成铜板，再将铜板经过多次重复辊轧制成原箔，然后根据要求对原箔进行粗化处理、耐燃热层处理及防氧化处理等一系列表面处理。压延铜箔属于片状结晶组织结构，因此在强韧性方面优于电解铜箔，所以压延铜箔大多用于挠性印制电路板上。此外，由于压延铜箔的致密度较高，表面较为平滑，利于制成印制线路板后的信号快速传递，因此在高频高速传送精细线路的印制线路板上也使用一些压延铜箔。电解

11、铜箔：按照电解原理的工艺流程生产出来的铜箔称为电解铜箔。电解铜箔生产时，贴着电解鼓一面的是光面，反面则称为毛面。由于电解铜箔的毛面铜箔属于柱状结晶组织结构，因此强度韧性等方面要逊于压延铜箔，所以电解铜箔多用于刚性覆铜板的生产，进而制成刚性印制线路板。由于现在的电解铜箔的技术革新，有些电解铜箔的强度韧性等技术指标能够达到压延铜箔的标准。现在FR-4覆铜板行业使用的铜箔基本都是电解铜箔。（2）、按照铜箔的性能划分，可以分为：标准铜箔、高温高延伸性铜箔、高延展性铜箔、耐转移铜箔、低轮廓铜箔等。A、标准铜箔：一般粗糙度较大，各项性能不高，很少使用。B、高温高延伸性铜箔（HTE铜箔）：主要用于覆铜板和多

12、层板上。由于多层印制板在压合时的热量会是铜箔发生再结晶现象，要求铜箔在高温（180）时也能有和常温时一样的高延伸性，就需要HTE铜箔，以保证印制板制作过程中不会出现断裂现象。高温延伸率 适合多层板使用，避免铜箔断裂。高剥离强度 多样化之处理模式，可使铜箔适用于各种基材。高抗拉强度 结晶细致，线路成形性良好。高强度对于薄铜箔而言更具有易操作，不易产生折皱等优点。良好之耐化学药品特性 可耐化学药品确保高剥离强度，同时避免侧蚀。应用：高密度多层板、高电流用途基板、高Tg和各种基材内层板。C、高延伸性铜箔（HD铜箔）：要求有很高的耐折性能，因此有很高的致密度。多用于软板。D、耐转移铜箔：能较好的抑制铜

13、箔压成线路板后发生离子转移，主要用于绝缘要求比较高的印制板上。E、低轮廓铜箔（LP）：铜箔的表面粗糙度（RZ）比普通铜箔小，主要用于多层印制线路板上。某些高频线路使用的铜箔，表面近乎平滑，即超低轮廓铜箔（VLP）。高温延伸率 适合多层板使用，避免铜箔断裂。细致晶粒结构 使铜箔具备低粗度及优良机械性质以及良好蚀刻特性。高剥离强度 细晶粒粗化模式，可使铜箔兼具低粗度及高剥离强度。高抗拉强度 结晶细致，线路成形性良好。高强度对於薄铜箔而言更具有易操作，不易产生折皱等优点。良好之耐化学药品特性 可耐化学药品确保高剥离强度，同时避免侧蚀。应用：细线路/线距PCB、IC载板、高频基板、高电流用途基板。HT

14、E铜箔和VLP铜箔的外观性能对比上圖為生箔S/S面型態，下圖為生箔M/S面型態。平滑之S/S面，可降低貼膜異常。M/S面完整與均一之山型特徵，代表優良之機械性質，並確保剝離強度。銅箔表面型態優良厚度分佈廣，規格齊全表面處理技術多樣上圖為9um銅箔，下圖為210 um銅箔處理後之M/S形貌。上圖為標準粗化模式，下圖為特殊粗化模式。其中特殊粗化模式可大幅提高銅箔之剝離強度，適合使用於High Tg基材。HTE铜箔对比：藉由優良之電鍍技術與製程條件控制，VLP銅箔具有極平滑之M/S面。銅箔表面平滑微細粗化技術良好線路型態藉由微細粗化處理技術，可大幅降低VLP銅箔之粗度，同時確保剝離強度。VLP銅箔可

15、形成高etching factor之細線路。HTE銅箔VLP銅箔細緻晶粒結構細緻之晶粒結構，使VLP銅箔具有高強度及高高溫延性之特點，高強度可使薄銅箔具有良好操作性，不易折皺與捲曲。表面粗度低VLP銅箔銅牙高度低VLP厚銅箔即使厚度高至175um，仍可具有極低之表面粗度，配合優良之粗化處理程序，可確保剝離強度。VLP厚銅箔具有相當低之銅牙高度，即使壓合於薄基板仍可確保極佳之電性特性，可避免因銅牙高度過高導致介電崩潰。HTE銅箔（3）、按照厚度划分：A、厚铜箔：铜箔70umB、常规厚度铜箔：18um铜箔70umC、薄铜箔：12um铜箔18umD、超薄铜箔：铜箔12um2、铜箔的工艺流程：、铜箔的

16、工艺流程：片状切割片状切割检查检查工序工序电解铜箔电解铜箔工程工程未处理铜未处理铜箔箔表面处理表面处理工程工程表面处理铜箔表面处理铜箔切割检查切割检查工序工序卷状铜卷状铜箔包装箔包装片状铜箔片状铜箔包装包装顾客顾客Customers（1）、电解造箔工程：电解鼓电解槽铜箔阳极卷取方向粗面粗面光滑面光滑面断面断面硫酸铜溶液（2）、处理工程：卷出电解原箔卷出电解原箔卷取处理箔卷取处理箔处理槽处理槽3、铜箔的一些基本性能参数：、铜箔的一些基本性能参数：（1）、厚度）、厚度规格规格OZ基重基重g/m2厚度厚度 umQ（1/4）8049T（1/3）107412H（1/2）15471812851035258

17、01570387020105（2）、粗糙度：）、粗糙度：规格规格(OZ)表面粗糙度表面粗糙度(um)光面（光面（Ra）毛面（毛面（Rz）Q(1/4OZ)0.436.0T(1/3OZ)HTE0.437.0H(1/2OZ)HTE0.438.01OZHTE0.4310.02OZHTE0.4312.03OZHTE0.4314.0二、玻璃纤维布二、玻璃纤维布 玻璃纤维抗拉强度高，电绝缘性能好、尺寸稳定、耐高温，是良好的绝缘材料。采用玻璃纤维纱作为经纬纱，在织布机上交织而成的布，叫做玻璃纤维布。玻纤性能很大程度上是由玻璃的化学成分决定的，即与玻璃中氧化物的种类和比例有关。覆铜板用玻纤布一般为无碱玻纤布，属

18、于无碱玻璃成分，意指碱金属氧化物含量极少的铝硼硅酸盐成分，国际上通常称作E-Glass。（一）、玻纤布成分和玻纤布性能的关系：1、碱金属氧化物是影响电性能的主要因素 常温下，玻纤布几乎不导电。但是在玻璃成分中充填了阳离子，特别是碱金属离子时（Na+、K+），这些离子键结合的阳离子具有一定的游动性，使玻璃称为一种弱导电体。因此，碱金属氧化物（Na2O、K2O）的含量是玻纤布点绝缘性能的主要因素，也是玻纤布的关键技术指标。E-Glass中间的Na2O、K2O 并非有意引入，而是由原料和澄清剂带入。碱金属氧化物有高温助熔作用，但同时又会使玻璃结构疏松、减弱、导致电导率和介质损耗上升，弹性模量、硬度、

19、化学稳定性、热膨胀系数等一系列性能变坏，耐用性下降。2、SiO2 SiO2是玻璃的主要组成氧化物。SiO2含量增加能提高玻璃的力学性能、介电性能和化学稳定性，而钻孔加工性下降。当含量超出57%时，玻璃熔制困难，拉丝温度上升。3、CaO CaO是玻璃主要组成氧化物之一。玻璃中引入CaO是为了使玻璃具有耐久性。玻璃中CaO含量增加，能提高玻璃的化学稳定性和硬度，而玻璃的介电性能下降。当CaO含量超出规定范围时，玻璃脆性增加，玻纤加工性变差。4、AL2O3 Al2O3也是E-Glass的主要成分之一。适量加入Al2O3可提高玻纤布的化学性能和力学性能。但与CaO比例不当时会提高玻璃的熔制温度和玻璃液

20、黏度，增加熔制和拉丝难度。5、B2O3 B2O3作为熔剂加入可以可以部分替代SiO2。B2O3含量增加可以使玻璃纤维富含弹性，提高力学性能和介电性能，降低热膨胀系数。但超过规定范围时拉丝困难，并会降低纤维的耐水性。6、MgO MgO引入可部分替代CaO。在规定范围内加入有助于降低拉丝温度，提高玻璃纤维强度。7、TiO TiO引入也有助于降低拉丝温度。（二）、玻纤布的结构要素：1、组织结构要素：织物中经纬纱的配置状况和彼此交联状态称为织物结构。玻纤布的织物结构取决于经纬纱的单丝直径、合股数、捻度、线密度、经纬密度、织物组织、织造参数等许多因素。这些因素的各种不同的变化组合可以构成许多性能结构不同

21、的玻纤布。2、组织结构与性能要求的关系：A、经纬纱：经纬纱的单丝直径以微米（um）表示。覆铜板用玻纤布的单丝直径都在9um以下，分为5、6、7、9um四个档次。一般来讲，细丝制细纱、织薄布。同样厚度的布，如果用单丝直径较细的经纬纱，则布的柔软性、力学性能和耐用性能更好。目前玻纤布使用的布全部采用的是单股的经纬纱。单丝单丝可织代表性布种可织代表性布种英制代号英制代号直径直径(um)D5106、1080DE61504E72116、2313、1506G97628、7628捻度：指每米纱上的捻回数，以（捻/m）表示。玻纤布所用的纱的捻度越高，浸润性越差，布的结构稳定性越差，生产出来的板材内应力越强。玻

22、纤纱的线密度：玻纤纱的线密度表示纱的粗细程度，以每千米纱的质量（g）为单位，国际通用名称“tex”，我国俗称“号数”。织布用经纬纱tex完全取决于布的厚度，选定布的tex后，调整经纬密可以调整布的基重和略微调节布的厚度。B、纱的命名：纱的命名有两种，即英制系列和国际单位系列。例1：英制命名：E C D 450 1/2 二次加捻时合并股数 初捻并原丝股数 原丝线密度(英制支数）,单位为每磅原丝长度（码）/100 单丝直径代号 连续纤维代号 玻璃类别代号C、织物组织：织物组织表示经纬纱交织的规律。D、织造参数：玻纤布的织造工艺参数是影响生产出的玻纤布性能的重要因素。例2：国际单位制命名：E C 5

23、 11 1*2 二次加捻时合并股数 初捻并原丝股数 原丝线密度(公制号数）tex 单位为每千米原丝的重量g 单丝直径、微米um 连续纤维代号 玻璃类别代号3、表面处理和处理剂：玻纤布的表面处理包括热处理、化学处理和物理加工处理。A 热处理：就是指用高温加热的方法将玻纤纱上的浆料脱去，就叫脱浆，又称热清洗。脱浆一般分为两次，为一次脱浆和二次脱浆。B 化学处理：为了使玻纤布更好的和树脂结合，在玻纤布的表面上一层偶联剂。玻纤布使用的偶联剂大多是以氨基硅烷和环氧基硅烷为基本类型。C 物理加工处理：为了增加树脂的浸润性，玻纤布都会有个物理开纤过程。（三）、玻纤布的新品种和新技术：1、低介电玻纤布2、高介

24、电玻纤布3、紫外屏蔽玻纤布4、超薄玻纤布：通常指1080（含）以下布种。5、开纤布和起毛布6、过烧布7、高Tg覆铜板用玻纤布（四）、玻纤布的一些基本参数：规规格格基重基重g/m2厚厚度度mm经纬密及纱的种类经纬密及纱的种类(per inch)透气度透气度(cc/cm2/s)经向经向纬向纬向7628210（208）0.18442ECG75332ECG754.25 15061650.14472ECE110462ECE11031.20 21161040.09602ECE225592ECE22562.0 2313810.08602ECE225642ECD45098.2 1080480.05602ECD

25、450492ECD450330.0 10624.40.03562ECD900562ECD900-三、树脂及相应的化学品 生产覆铜板的化学品主要有以下几项构成：环氧树脂、溶剂、固化剂、促进剂和填料构成。其中，前四项是必不可少的，而填料则根据产品的性能和客户的需求及其生产成本的考虑而添加。以目前常用的板材来看，主要化学原材料就是环氧树脂、DMF（二甲基甲酰胺）、ACE（丙酮）、DICY（双氰胺）、2-MI（二甲基咪唑）、填料。其中，DMF和ACE是作为溶剂使用，DICY是固化剂，2-MI是促进剂。（一）、环氧树脂（一）、环氧树脂 环氧树脂，是指在分子结构中含有2个或2个以上环氧基（CHCH2）的一

26、类高分子化合物。由于环氧基的活泼性，可借助固化剂使其开环、交联，生成立体型网状结构。常见的环氧树脂主要分为：双酚A型环氧树脂,溴化环氧树脂，酚醛环氧树脂，四官能环氧树脂,含磷环氧树脂等。其中溴化环氧树脂又分为低溴型环氧树脂（溴含量19-21%）和高溴型环氧树脂（溴含量48-50%）。目前所用的大多是低溴型环氧树脂。1、部分部分树树脂代脂代号号的的说说明明：目前目前使用的大部分树脂代号的最後三位是一个字母和两个数字，如：A80，K65，T60等。其中的字母表示的是树脂中使用的溶剂，A代表丙酮（ACE），K和M代表丁酮（MEK），T代表甲苯。数字表示的是树脂的固形份（百分比）。2、溴化环氧树脂的主

27、要性能指标、溴化环氧树脂的主要性能指标A：环氧当量：环氧当量是指含有1mol环氧基的环氧树脂的质量克数，单位为g/mol。环氧当量决定了配方中固化剂的用量。环氧当量越大，固化相同重量的环氧树脂所需要的固化剂越少。B：可水解氯：环氧树脂中的氯是因反应不完全所致,分为可水解氯和不可水解氯两种。氯含量会影响加工时硬化反应、耐电气特性，耐热性等。其中以可水解氯对硬化之反应性影响较大，含量愈高，反应性愈慢。C：粘度：粘度影响了上胶时玻璃布的浸润性。粘度越大，浸润性越差。D：色相：决定树脂颜色及深浅。E：固形份：液体树脂里面固体成分的含量。（二）、溶剂（二）、溶剂 溶剂在配方中的工艺系统中的主要作用就是调

28、节粘度，使配方中各成分充分均匀混合，使之反应性稳定，同事改善上胶时玻纤布的浸润性。常见的溶剂：常见的溶剂：DMF（二甲基甲酰胺）CYC（环己酮）ACE（丙酮）PMA（丙二醇甲醚醋酸酯）MEK（丁酮）PNB（丙二醇丁醚）PM（丙二醇甲醚）（三）、固化剂（三）、固化剂 固化剂在配方中的工艺系统中的主要作用就是让树脂开环，使之交联固化。覆铜板中最常用的就是胺类和高分子类固化剂。如：双氰胺、酚醛树脂等。（四）、固化促进剂（四）、固化促进剂 固化剂在配方中的工艺系统中的主要作用就是降低反应温度，加快反应速度，缩短固化时间。覆铜板中最常用的固化促进剂：2甲基咪唑（2MI）、2乙基4甲基咪唑（2E4MZ）、2苯基咪唑（2PZ）、2苯基4甲基咪唑（2P4MZ）。（五）、填充剂（填料）（五）、填充剂（填料）填充剂在覆铜板制程中起到一个改善板材性能，节约生产成本的作用。一般可以把填料分为两种：单纯性填料、功能性填料两种。一般情况下，为了改善板材的综合性能，一些填料可以同时添加。单纯性填料：是指填料在板材中没有方向性的特殊作用，单纯作为填充物使用。如硅微粉、滑石粉等。功能性填料：是指填料在板材中有起到特殊作用，如阻燃、改善板材的一些制定的特殊性能等。作业：作业：1）玻纤布生产的工艺流程 2）覆铜板生产的主要工艺流程