PCB材料的用途/特性與注意事項
發表時間：2021-02-18 09:11:59 人氣：2583
現今的PCB基材大底由銅箔層（CooperFoil）、補強材（Reinforcement）、樹脂（Epoxy）等三種主要成份所構成，可是自從無鉛（LeadFree）制程開始后，第四項粉料（Fillers）才被大量加進PCB的板材中，用以提高PCB的耐熱能力。
我們可以把銅箔想像成人體的血管，用來輸送重要的血液，讓PCB起到活動的能力；補強材則可以想像成人體的骨骼，用來支撐與強化PCB不至于軟蹋下來；而樹脂則可以想像是人體的肌肉，是PCB的主要成分。
下面將這四種PCB材料的用途、特性與注意事項來加以說明：
1.CopperFoil（銅箔層）
ElectricCircuit：導電的線路。
Signalline：傳送訊息的訊（信）號線。
Vcc：電源層、工作電壓。最早期的電子產品的工作電壓大多設為12V，隨著技術的演進，省電的要求，工作電壓慢慢變成了5V、3V，現在更漸漸往1V移動，相對地銅箔的要求也越來越高。
GND（Grounding）：接地層。可以把Vcc想成是家裡面的水塔，當我們把水龍頭打開以后，透過水的壓力（工作電壓）才會有水（電子）流出來，因為電子零件的作動都是靠電子流動來決定的；而GND則可以想像成下水道，所有用過或沒用完的水，都經由下水道流走，否則水龍頭一直排水，家裡面可是會淹大水的。
HeatDissipation（duetohighthermalconductivity）：散熱用。有沒有聽說過某些CPU熱到可以把蛋煮熟，這其實不夸張，大多數的電子元件都會耗用能量而產生熱能，這時候需要設計大面積的銅箔來讓熱能盡快釋放到空氣當中，否則不只人類受不了，就連電子零件也會跟著當機。
2.Reinforcement（補強材）
選用PCB補強材的時候必須具備下列的各項優異特性。而我們大部分看到的PCB補強材都是玻璃纖維（GF，GlassFiber）制成，仔細看的話玻璃纖維的材質有點像很細的釣魚線，因為具備下列的個性優點，所以經常被選用當PCB的基本材料。
HighStiffness：具備高「剛性」，讓PCB不易變形。
DimensionStability：具備良好的尺寸安定性。
LowCTE：具備低的「熱脹率」，防止PCB內部的線路接點不至于脫離造成失效。
LowWarpage：具備低的變形量，也就是低的板彎、板翹。
HighModules：高的「楊氏模量」
3.ResinMatrix（樹脂混合材）
傳統FR4板材以Epoxy為主，LF（LeadFree）／HF（HalogenFree）板則采用多種樹脂與不同固化劑與之搭配，使得成本上升，LF約20%，HF約45%。
HF板材易脆易裂且吸水率變大，厚大板容易發生CAF，需改用開纖布、扁纖布，并強化含浸均勻之物質。
良好的樹脂必須具備下列的條件：
HeatResistance：耐熱好。加熱焊接兩～三次后不會爆板，才叫耐熱性好。
LowWaterAbsorption：低的吸水率。吸水是造成PCB爆板的主要原因。
FlameRetardance：必須具備阻燃性。
PeelStrength：具備高的「抗撕強度」。
HighTg：高的玻璃態轉換點。Tg高的材料大多不易吸水，不吸水才是不爆板的根本原因，而不是因為高Tg。
Toughness：良好的「韌度」。韌度越大越不容易爆板。Toughness又被稱作「破壞能量」，韌度越好的材料其承受衝擊忍受破壞的能力就越強。
Dielectricproperties：高的介電性，也就是絕緣材料。
4.FillersSystem（粉料、填充料）
早期有鉛焊接的時候溫度還不是很高，PCB原本的板材還可以忍受，自從進入無鉛焊接后因為溫度加高，所以粉料才加進PCB的板材中來將強PCB抵抗溫度的材料。
Fillers應先作藕合處理以提高分散性與密著性。
HeatResistance：耐熱好。加熱焊接兩～三次后不會爆板，才叫耐熱性好。
LowWaterAbsorption：低的吸水率。吸水是造成PCB爆板的主要原因。
FlameRetardance：必須具備阻燃性。
HighStiffness：具備高「剛性」，讓PCB不易變形。
LowCTE：具備低的「熱脹率」，防止PCB內部的線路接點不至于脫離造成失效。
DimensionStability：具備良好的尺寸安定性。
LowWarpage：具備低的變形量，也就是低的板彎、板翹。
Drillprocessibility：因為粉料的高剛性與高韌性，所以造成PCB鉆孔的困難度。
HighModulus：楊氏模量
HeatDissipation（duetohighthermalconductivity）：散熱用。
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