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FR-4覆铜板生产技术讲座（四）

发布时间：2011-04-06 浏览次数：

四、什么是FR-4覆铜板

（一）什么是FR-4覆铜板

在玻纤布基覆铜板产品系列中，以玻纤布为基材，溴化环氧树脂或改性环氧树脂为粘结剂的阻燃型覆铜板统称为FR-4覆铜板。

由于玻纤布基覆铜板具有强度高、耐热性好、介电性能好，基板通孔可以镀金属（俗称孔金属化），实现双面或多层印制板层与层之间电路导通。近些年来，随着电子产品升级换代（如数字化等），对基板的耐热性有了更高要求，部分采用纸基覆铜板电子产品也逐步改用玻纤布基覆铜板，所以，FR-4玻纤布基覆铜板是覆铜板所有品种中用途最广、用量最大的一类。

由于FR-4覆铜板具有阻燃性、覆铜板加工工艺性、PCB板加工工艺性、电绝缘性都相当优良，材料来源丰富等优点，使FR-4产品是当前玻纤布基覆铜板中使用最广泛，用量最大的一类覆铜板。

（二）FR-4覆铜板的系列化产品

目前世界上FR-4覆铜板已形成了产品中某一、两项性能水平不同而派生出来的多个品种，形成了FR-4板的产品系列。随着电子产品功能要求提高、电子技术的进展和环境保护要求的提高，FR-4覆铜板产品的系列化还在不断衍生和发展：

l、普通FR-4：阻燃性玻纤布基板。以玻纤布为基材，以阻燃溴化环氧树脂为粘结剂；

2、中Tg（Tgl50）FR-4：阻燃性玻纤布基板。以玻纤布为基材，以耐热性优良的阻燃溴化环氧树脂为粘结剂；

3、高Tg（Tgl70）FR-4：阻燃性玻纤布基板。以玻纤布为基材，以耐热性更好阻燃溴化环氧树脂为粘结剂；

4、无铅焊FR-4：阻燃性玻纤布基板。以玻纤布为基材，以耐热性优良的阻燃溴化环氧树脂为粘结剂。由于无铅焊料的焊接温度相对较高，因此对基板的热分解温度Td有更高要求；

5、无卤FR-4：阻燃性玻纤布基板。以玻纤布为基材，以阻燃磷化氮化环氧树脂为粘结剂；

6、中Tg（Tgl50℃）无卤FR-4：阻燃性玻纤布基板。以玻纤布为基材，以耐热性优良阻燃磷化氮化环氧树脂为粘结剂；

7、高Tg（Tgl70℃）无卤FR-4：阻燃性玻纤布基板。以玻纤布为基材，以耐热性更加优良的阻燃磷化氮化环氧树脂为粘结剂；

8、高模量的FR-4板；

9、低热膨胀系数的FR-4板；

10、低介电常数性的FR-4板；

11、高耐漏电起痕性的FR-4板（又称高CTI的FR-4板）：

12、高耐金属离子迁移性的FR-4板（又称为耐CAF的FR-4板）；

13、LED用高导热性FR-4板（又称为白色FR-4板）：

14、高性能类FR-4型覆铜板，是阻燃性或非阻燃玻纤布基板。以玻璃玻纤布为基材，以耐热性非常优良的改性环氧树脂；三嗪／双马来酰亚胺树脂；聚酰亚胺树脂；PPE树脂；二苯醚树脂；氰酸酯树脂或聚四氟乙烯树脂为粘结剂制得的高耐热性、特种性能玻纤布基覆铜板；

15、半固化片：玻纤布基材浸渍了树脂胶液，并烘干到B阶形成的浸渍材料，称为粘结片。它有两个用途，一种用于生产覆铜板；另一种直接外卖给PCB厂，用于多层印制线路板制作，做各内层粘合材料。卖给PCB厂的粘结片通常称为半固化片，是一类用量很大产品。这也是一种不是覆铜板，但销售量也非常大的产品。

自2006年7月起，欧盟开始全面实施两个指令（RoHS、WEEE）。在这-环保法规影响下，世界无铅兼容性覆铜板、无卤化覆铜板得到迅速的发展。IPC组织根据此发展背景，自2006年起也不断修改、起草并发布了多个版本的IPC-410l（PCB用刚性基板材料标准）。至今发布并执行的最新版本是2009年8月的版本——IPC-4101C。在此版本的IPC标准中，规定了12个型号的原有FR-4品种（即：No.21、24、26、27、82、83、92、93、94、95、97、98），并目对应欧盟两个指令的全面实施的需求，还添补了12个型号的FR-4新晶种（即：N0.99、101、121、122、124、125、126、127、128、129、130、131）。这12个新品种在性能项目上增添了多项新的重要项目。例如：热分解温度（Td）、基材Z轴方向热膨胀系数（Z-CTE）、热分层时间（T266、T288、T300）等。IPC-4101C标准中规定的新、老24个型号的FR-4品种的性能及组成特点见表2所归纳。

表2 IPC-4101C标准中规定的FR-4品种（24个型号）的性能及组成特点

型号	性能及组成说明
原有的各种FR一4品种
2l	一般型，Tg：>110℃，阻燃等级（最低）：V0
24	采用多功能环氧树脂，Tg：>150℃，阻燃等级（最低）：V0
26	采用多功能环氧树脂，Tg：>150℃，阻燃等级（最低）：V0
27	Tg：>110℃，阻燃等级（最低）：Vl
82	加成法／半加成法用，有填料，Tg：>110℃，含白陶土和（或）无机催化剂，阻燃等级（最低）：Vl
83	加成法／半加成法用，有填料，Tg：150℃～200℃，含白陶土和（或）无机催化剂，阻燃等级（最低）：Vl
92	无卤，阻燃体系：磷化合物，Tg：110
93	无卤，阻燃体系：氢氧化铝，Tg：110℃～150℃，阻燃等级（最低）：V1
94	无卤，采用多功能环氧树脂，阻燃体系：磷化合物，Tg：150℃～200℃，阻燃等级（最低）：Vl
95	无卤，采用多功能环氧树脂，阻燃体系：氢氧化铝，Tg：150℃～200℃，阻燃等级（最低）：Vl
97	含有填料，Tg：>110℃，阻燃等级（最低）：V0
98	含有填料，Tg：>150
4001C版本添加的新FR-4品种
99	无铅兼容性，符合RoHs（2版）标准的含溴物阻燃，高热分解温度性，低z轴方向热膨胀系数性（低z-CTE），含有填料，Tg：>150℃，阻燃等级（最低）：V0
101	无铅兼容性，符合RoHS（2版）标准的含溴物阻燃，低Z-CTE，含有填料，Tg：>110℃，阻燃等级（最低）：V0
121	非无铅兼容性，符合RoHs（2版）标准的含溴物阻燃，低Z-CTE，无填料，Tg：>110℃，阻燃等级（最低）：V0
122	无铅兼容性，无卤，阻燃体系：磷、氮或无机化合物，Tg：>110℃，无填料，阻燃等级（最低）：V0
124	无铅兼容性，符合RoHs（2版）标准的含溴物阻燃，高热分解温度性，低Z-CTE，Tg：>150℃，无填料，阻燃等级（最低）：V0
125	无铅兼容性，无卤，高热分解温度性，低Z-CTE，Tg：>150℃，含有填料，阻燃等级（最低）：VO
126	无铅兼容性，符合RoHs（2版）标准的含溴物阻燃，高热分解温度性，低Z-CTE，耐CAF性，Tg：>150℃，含有填料，阻燃等级（最低）：V0
127	无铅兼容性，无卤，低Z-CTE，Tg：>110℃，含有填料，阻燃等级（最低）：V0
128	无铅兼容性，无卤，高热分解温度性，低Z-CTE，Tg：>150℃，含有填料，阻燃等级（最低）：VO
129	无铅兼容性，符合RoHS（2版）标准的含溴物阻燃，高热分解温度性，低Z-CTE，耐CAF性，Tg：>170c℃，无填料，阻燃等级（最低）：VO
130	无铅兼容性，无卤，高热分解温度性，低Z-CTE，耐CAF性，rrg：>170℃，含有填料，阻燃等级（最低）：VO
131	无铅兼容性，无卤，高热分解温度性，低Z-CTE，耐CAF性，Tg：>170℃，无填料，阻燃等级（最低）：V0

在2009年8月颁布的IPC最新PCB基材标准（IPC-4101C）中，增添了适应目前世界范围的无铅化、无卤化开展的12个FR-4覆铜板新品种。在包括我国内地在内的世界PCB、CCL业界中，企业很大部分都在以此新的12品种作为供应、使用的权威标准。因此，此标准的12个FR-4晶种划分及性能指标都显得非常的重要。表3列出了IPC-4101C中的新添FR-4各品种的关键性能（大部分是新添性能）的项目及技术指标要求。

表3 IPC-4101C中的新添FR-4各品种的关键性能项目及技术指标要求

规格型号		99	101	121	122	124	125	126	127	128	129	130	131
有无填料		有F	有F	无F	无F	无F	有F	有F	有F	有F	无F	有F	无F
含卤阻燃剂情况		含卤	含卤	含卤	无卤	含卤	无卤	含卤	无卤	无卤	含卤	无卤	无卤
Tg℃，＞		150	110	110	110	150	150	170	110	150	170	170	170
热分解温度，≥ Td（失重5%，℃）		325	310	310	310	325	325	325	340	325	340	340	340
热膨胀系数，＜Z-CTE ppm/℃	α1	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	＜60
	α2	300	300	300	300	300	300	300	300	300	300	300	300
	50-260℃（%）	3.5	4.0	4.0	4.0	3.5	3.5	3.0	4.0	3.5	3.5	3.0	3.5
热分层时间（分），≥	T260	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30	30
	T288	5	5	5	5	5	5	15	5	5	15	15	15
	T300	协商	协商	协商	协商	协商	协商	2	协商	协商	2	2	2
吸水率（%），≤		0.5	0.5	0.5	0.8	0.5	0.8	0.5	0.8	0.8	0.5	0.8	0.8