PCB新聞 - 電路板基板的行業趨勢和重要性

行業趨勢和重要性 電路板 substrates

1 持續創新 FR-4板
簡言之, 電路板 基板主要包括3種主要原材料：銅箔, 樹脂, 和加固資料. 然而, 如果你進一步研究當前基質並檢查其多年來的變化, 你會發現基質含量的複雜性真的難以想像. 像 電路板製造商 have increasingly stringent requirements for 這個 quality of substrates in the lead-free era, 樹脂和基材的效能和規格無疑將變得更加複雜. 基板供應商面臨的挑戰是在客戶的各種需求之間找到最佳平衡，以獲得最經濟的生產效益, 並將其產品資料提供給整個供應鏈作為參攷.

縱觀FR-4板材的發展歷史，多年來，一些行業參與者一直認為FR-4板材將耗盡，囙此他們轉向了其他高性能替代品。 每次規格要求新增時，鈑金供應商都必須努力滿足客戶需求。 近年來，市場上最明顯的發展趨勢是對高Tg板材的需求大幅增加。 事實上，許多行業參與者對Tg問題的理解似乎表明，高Tg具有高性能或更好的可靠性。 本文的主要目的之一是解釋下一代FR-4板材所需的特性不再完全由Tg表達。 囙此，提出了更多新的高耐熱性規範，以應對無鉛焊接。 挑戰

2. Industry trends leading the specifications of substrates
A number of ongoing industrial trends will promote the market application and adoption of reformulated panels. 這些趨勢包括多層面板的設計趨勢, 環境保護法規, 和電力要求, which are described below:

2.1. Design trend of multi-wide board
One of the current PCB設計 趨勢是新增佈線密度. 實現這一目標有3種方法：第一, 减少線寬和行距, 囙此，每組織面積可以容納更多和更密集的佈線； 其次, 新增 電路板 層數； 最後是减小焊盤的孔徑和尺寸.

然而, 當組織面積有更多管線時, 它的工作溫度肯定會上升. 此外, 作為 電路板s持續新增, 成品板同時不可避免地會變厚. 否則, 它只能與較薄的介電層層壓以保持原始厚度. PCB越厚, 由熱量積聚引起的通孔壁的熱應力越大, 這將新增Z方向的熱膨脹效應. 當選擇較薄的介電層時, 這意味著必須使用膠水含量較高的基材和薄膜； 但較高的膠水含量將導致通孔Z方向的熱膨脹和應力新增. 此外, 减小通孔孔徑必然會新增縱橫比； 因此, 為了確保電鍍通孔的可靠性, 所用基板必須具有較低的熱膨脹和更好的熱穩定性，以免達不到要求.
除上述因素外, 當裝配組件的密度 電路板 新增, 通孔的佈局也將安排得更緊密. 然而, 此操作將使玻璃束洩漏更加嚴重, 甚至在孔壁之間架起基板玻璃纖維的橋樑, 這將導致短路. This kind of anodic filamentary leakage phenomenon (CAF) is one of the themes of the current lead-free era for sheet metal. 當然, 新一代基板必須具有更好的抗CAF能力，以防止無鉛焊接中頻繁發生CAF. .

2.2. Environmental protection laws and regulations
Environmental protection regulations have added many additional requirements for substrates under political intervention. 例如, 歐盟指令（如RoHS和WEEE）將影響板材規範的製定. 在眾多法規中, RoHS限制焊接過程中的鉛含量. 錫鉛焊料已在裝配廠使用多年. 其合金的熔點為183℃, 熔焊過程的溫度通常在220°C左右. Lead-free mainstream solder tin-silver-copper alloys (such as SAC305 has a melting point of about 217°C, 熔焊期間的峰值溫度通常高達245℃. 焊接溫度的升高意味著基材必須具有更好的熱穩定性才能耐受. 多次熔焊引起的熱衝擊.

RoHS指令還禁止某些含鹵素的阻燃劑，包括多溴聯苯和多溴二苯醚。 然而，PCB基板中最常用的阻燃劑TBBA實際上不在RoHS黑名單上。 然而，由於含TBBA的板材在溫度升高時的灰化反應不當，一些品牌的整機製造商仍在考慮改用無鹵資料。

2.3. Electrical requirements
The application of high-speed, 寬帶, 無線射頻迫使電路板具有更好的電力效能, 那就是, 不僅必須抑制介電常數Dk和損耗因數Df, 而且整體表現穩定, 它也應該是適當的. 為可控性做好準備. 那些滿足這些電力要求的也必須在熱穩定性方面較差. 只有這樣, 他們的市場需求和市場份額會日益新增.

3. 基材的重要特性, the 電路板製造商 order to take into account the heat-resistant stability required by the lead-free market, the physical properties that must be paid attention to are: glass transition temperature (Tg), 熱膨脹係數, 高溫無鉛焊接新要求的抗裂溫度Td. Described below:

3.1. Measure the glass transition temperature (Tg) by the TMA method
The glass transition temperature is an important indicator most commonly used to judge the characteristics of resin substrates. 所謂樹脂的熱重是指當聚合物加熱到一定溫度範圍時, the resin will change from the original "glassy state" (general term for non-fixed composition solid substance), 在室溫下相對較硬, 高溫塑性. 和更軟的“橡膠狀態”.“Tg前後各種板材的各種效能將完全不同.

由於溫度變化，所有物質都會發生膨脹和收縮變化，在Tg之前基質的熱膨脹率通常較低且較溫和。 熱機械分析方法（TMA）可以記錄基板尺寸隨溫度的變化。 使用外推方法，由兩條曲線延伸的虛線的交點可用於訓示溫度，即基板的Tg。 Tg前後曲線斜率的巨大差异表明，兩者的熱膨脹率完全不同，所謂的熱膨脹係數（CTE）為α1和α2。 由於電路板的Z-CTE將影響成品電路板的可靠性，並且對於下游裝配更為重要，囙此所有製造商都不應忽視。 應注意的是，較小的熱膨脹對通孔銅壁的應力較小，囙此可靠性必須更好。 然而，大多數人總是認為Tg是一個相當固定的溫度點。 事實並非如此。 當溫度升高到Tg附近時，板材的物理性能將開始顯著變化。