印制电路的设计与制作-Read.PPT

第11章 印制电路的设计与制作 11.1 覆铜板 一、覆铜板的结构 覆铜板是把一定厚度的铜箔通过粘接剂热压在一定厚度的绝缘基板上而构成。它通常分为单面板和双面板两种（在目前使用的表面安装元器件中，覆铜板可有多种形式，如单层板和多层板等）。 1．铜箔 （1）选用铜箔的依据 当金属箔用于印制线路板时，必须具有较高的导电率、良好的焊接性能和延展性能、以及与绝缘基板牢固的附着力等。 铜在所有金属中是比较符合要求的。铝虽然价格便宜，且易贴附到绝缘基板上，但焊接非常困难，故不能采用。纯镍或铜镍合金，虽然焊接性能较好，但电气性能较差（特别是导电性和电阻方面）。镍一铁一铝材料虽焊接性能和附着力均好（镍帮助焊接，铁起热转换作用，铝为结合层），但成本太高，腐蚀困难。因此，也不能采用。 （2）铜箔的类型 印制板所采用的铜箔一般有压延铜箔和电解铜箔两种。 压延铜箔是将铜板碾压而成，其规格为： 外观：连续成卷，表面不得有砂眼、凹隙、轧皱等。 厚度：0.050.005mm 纯度：不小于99.7 电解铜箔是通过电解法制造。即将一光亮不锈钢的鼓形电极置于硫酸铜电解槽中滚动，铜便会在鼓形电极上电解析出。铜箔和鼓形极接触的一面很光亮，其反而较粗糙。其规格为： 外观：连续成卷，表面光洁，不得有明显的氧化斑迹，磨迹及刻印等。 厚度：0.050.005mm 电阻率：不大0.02Ωmm2/m 纯度：不小于99.9% 强度：抗拉强度不小于15kg/cm2 长度：一般不小于100m （3）铜箔的厚度 铜箔的厚度要适中。铜箔越厚，抗剥能力越强，即越可靠。但给铜箔的腐蚀和打眼造成一定困难。部分国家关于铜箔厚度的规定见表11-1。 表11-1 铜箔厚度的规定 2、粘接剂 粘接剂采用聚乙烯醇缩醛胶（如JSF-4胶），用乙醇作溶剂。该胶用聚乙烯醇缩丁醛加入酒精和酚醛树脂组成。粘合力强，冲击性能好，能耐大气腐蚀，但耐热性不高，适用于粘合各种材料，如金属、玻璃、塑料等。 在制作环氧酚醛覆铜板时，铜箔一面涂上JSF-4胶，然后同绝缘基板一起加热加压成型。 在制作酚醛纸质覆铜板时，铜箔两面都不涂胶，而在铜箔和基板材料间放一张浸渍了JSF-4胶的玻璃丝布（半固化），然后再一起加热加压，铜箔和酚醛板材即可粘合在一起。 3．绝缘基板 （1）绝缘基板的组成 绝缘基板由两部分组成，一部分是高分子合成树脂，它是基板的主要成份，决定电气性能。另一部分是增强材料，主要用于提高机械性能。 （2）增强材料的类型 增强材料主要分为布质（编织物）增强材料和纸质增强材料。纸质增强材料包括牛皮纸、亚硫酸盐纸、α纤维素纸和棉花（废布）纸。 （3）合成树脂的类型 合成树脂主要分为热固性合成树脂和热塑性树脂两种。 热固性合成树脂包括酚醛树脂、环氧树脂、三氯氰胺树脂和有机硅树脂。 热塑性树脂包括聚乙烯、线链型聚酯树脂和氟树脂。 酚醛树脂纸质绝缘基板价格低廉，机械性能和电气性能均可，主要用于民用设备。缺点是易吸水，吸水后电气性能降低，工作温度不超过100℃，在恶劣环境中不适宜采用。 环氧树脂绝缘基板对各种材料有良好的粘合性，硬化收缩小，能耐化学药品、溶济和油类，电气绝缘性能好，是印制电路绝缘基板中的优质材料，一般用于军品或高靠性场合。 三氯氰胺绝缘基板抗热性能、电气性能均较好，但较脆。国外常用来作平面印制电路板的材料。表面很硬，耐磨性很好，介质损耗小，适用于军工或特殊电子仪器。 有机硅树脂绝缘基板抗热性能特别好，介质损耗小，但铜箔和基板的附着力不大。 二、覆铜板的类型 根据国际《印制电路用覆铜箔酚醛纸层压板》（GB4723-84）规定，覆铜板的型号及特性见表11-2。 表11-2 覆铜板型号及特性 三、覆铜板的性能参数 1．抗弯强度 抗弯强度表示材料能承受弯曲、冲击、振动的能力，以单位面积受的力来计算，单位为kg/cm2（英美国家为磅/ 平方英寸）。 2．抗剥强度 抗剥强度是指在覆铜板上，剥开1cm宽度的铜箔所需要的力，用kg/cm来表示。它用来衡量铜箔与基板之间的结合力。 3．耐热性能 耐热性能是指材料能够长期工作，而不引起性能降低所承受的的最高温度。 4．吸水性 吸水性主要用来考虑潮湿环境对敷铜板电气性能的影响。 5．翘曲度 翘曲度用来衡量板材的翘曲程度，双面印制电路板的翘曲度比单面的好，厚的比薄的好。 6．介电常数 当双面板的两面各印制出一定面积的铜箔时，利用中间的绝缘基板作为介质就组成了一个电容器。介电常数不同，电容量不同。 表11-3 绝缘基板的介电常数（腐蚀铜箔之后） 7．损耗因素 损耗因素表示绝缘板材作为印制电容器的介质时，或者在覆铜板上所印制线圈时，在绝缘介质上的功率损耗。一般用介质损耗角正切tgδ表示. 8．表面电阻和体积电阻 表面电阻与体积电阻用于衡量绝缘基板的绝缘性能。随着温湿