PCB材料手册
pcb设计的书
pcb设计的书
《印制电路手册》（Printed Circuit Handbook）是一本被誉为PCB行业的“圣经”的书籍。
这本书由Clyde F. Coombs Jr.主编，内容涵盖了PCB设计的所有方面，包括材料、工艺、设计规则等。
无论你是初学者还是经验丰富的设计师，这本书都能为你提供宝贵的参考和指导。
《高速电路设计与仿真分析:Cadence实例设计详解》是一本专注于高速电路设计与仿真的书籍。
作者邵鹏结合自己多年的工作经验，详细解析了高速数字电路设计与仿真的常用设计方法和技巧。
这本书特别适合那些对高速电路设计感兴趣的工程师和技术人员。
《PCB电流与信号完整性设计》是一本关注电流和信号完整性的PCB设计书籍。
作者道格拉斯·布鲁克斯（Doulas Brooks）通过深入浅出的方式，阐述了基本电路的电流源、电流造成的信号完整性问题，以及如何解决串扰和电磁干扰问题。
这本书对于提升PCB设计的信号完整性非常有帮助。
这些书籍都是PCB设计领域的经典之作，它们不仅提供了丰富的理论知识，还结合了实际案例和实践经验，使读者能够更好地理解和掌握PCB设计技术。
无论你是初学者还是专业人士，这些书籍都能为你提供宝贵的帮助和指导。
PCB线路板原材料材质及参数
PCB线路板原材料材质及参数PCB电路板板材介绍：按品牌质量级别从底到高划分如下：94HB－94VO－22F－CEM-1－CEM-3－FR-4详细参数及用途如下：94HB：普通纸板，不防火（最低档的材料，模冲孔，不能做电源板）94V0：阻燃纸板（模冲孔）22F：单面半玻纤板（模冲孔）CEM-1：单面玻纤板（必须要电脑钻孔，不能模冲）CEM-3：双面半玻纤板（除双面纸板外属于双面板最低端的材料，简单的双面板可以用这种料，比FR-4会便宜5~10元/ 平米）FR-4: 双面玻纤板阻燃特性的等级划分可以分为94VO－V-1 －V-2 －94HB 四种半固化片：1080=0.0712mm，2116=0.1143mm，7628=0.1778mmFR4 CEM-3都是表示板材的，fr4是玻璃纤维板，cem3是复合基板无卤素指的是不含有卤素（氟溴碘等元素）的基材，因为溴在燃烧时会产生有毒的气体，环保要求。
Tg是玻璃转化温度，即熔点。
电路板必须耐燃，在一定温度下不能燃烧，只能软化。
这时的温度点就叫做玻璃态转化温度(Tg点)，这个值关系到PCB板的尺寸耐久性。
什么是高Tg PCB线路板及使用高Tg PCB的优点高Tg印制电路板当温度升高到某一阀值时基板就会由"玻璃态”转变为“橡胶态”，此时的温度称为该板的玻璃化温度(Tg)。
也就是说，Tg是基材保持刚性的最高温度(℃)。
也就是说普通 PCB基板材料在高温下，不断产生软化、变形、熔融等现象，同时还表现在机械、电气特性的急剧下降，这样子就影响到产品的使用寿命了，一般Tg的板材为130℃以上，高Tg一般大于170℃，中等Tg约大于150℃；通常Tg≥170℃的PCB印制板，称作高Tg印制板；基板的Tg提高了，印制板的耐热性、耐潮湿性、耐化学性、耐稳定性等特征都会提高和改善。
TG值越高，板材的耐温度性能越好，尤其在无铅制程中，高Tg应用比较多；高Tg指的是高耐热性。
PCB线路板原材料材质及参数介绍
PCB线路板原材料材质及参数介绍1.基板材料：基板材料是PCB线路板的主体材料，常用的基板材料有玻璃纤维布（FR-4）、FR-5、高频基板、金属基板等。
其中，FR-4是最常用的基板材料，具有良好的绝缘性能、机械强度和耐热性。
FR-4基板的热稳定性可达到130℃以上，介电常数在4.5-5之间。
2.小分子增强材料：小分子增强材料是为了提高基板材料的性能而添加的物质。
常用的小分子增强材料有光亮剂、抗氧化剂、稳定剂等。
这些材料可以提高基板的表面光洁度、耐热性和耐腐蚀性。
3.铜箔：铜箔是用来制作线路导体的材料，一般采用电解铜箔。
铜箔的厚度常见的有1/3oz、1/2oz、1oz等。
铜箔的厚度越大，导电性能越好，但成本也相应增加。
4.覆铜：覆铜是通过在基板表面镀上一层铜来形成线路导体。
覆铜层的厚度和分布均匀性对线路导通性能有很大影响。
常见的覆铜厚度有1oz、2oz、3oz等。
覆铜层的厚度越大，导通性能越好。
5.阻焊层：阻焊层是防止线路短路和保护基板的涂层。
常见的阻焊材料有聚酰亚胺（PI）、环氧树脂等。
阻焊层的颜色一般为绿色、红色、蓝色等，用来标记不同线路功能。
6.埋孔填充材料：在多层PCB线路板中，为了连接各层之间的线路，需要使用埋孔填充材料。
常见的埋孔填充材料有环氧树脂、聚酰亚胺等。
7.钻孔材料：在制作PCB线路板时，需要进行钻孔操作，常见的钻孔材料有高速钢、硬质合金等。
钻孔材料应具有良好的耐磨性能和切削性能。
8.表面处理材料：表面处理是为了改善焊接性能、提高耐腐蚀性以及提供良好的附着力等。
常见的表面处理材料有化学镀金、化学镀锡、喷锡等。
以上是PCB线路板常用的原材料材料及参数介绍。
不同的应用场景和要求会对这些材料的选择和使用有所区别，但了解这些基本的原材料及其特性对于正确选择和设计PCB线路板具有重要意义。
PCB制造简易实用手册
10.5 107.88 107.88 1.118 4.025 8.93 63.54 63.54 0.658 2.372 8.93 63.54 63.54 0.329 1.186 11.35 207.21 207.21 1.074 3.865 7.33 118.70 118.70 0.615 2.214 7.33 118.70 118.70 0.307 1.107 1 2 3 4 5 6
2
(3) 沉铜速率计算： 速率＝(W2-W1)104／8．93×10×10×0．5×2(μm) (4) 比较与判断： 把测定的结果与工艺资料提供的数据进行比较和判断。 2．蚀刻液蚀刻速率测定方法 通孔镀前，对铜箔进行微蚀处理，使微观粗化，以增加与沉铜层的结合力。为确保蚀刻液的稳定性和对铜 箔蚀刻的均匀性，需进行蚀刻速率的测定，以确保在工艺规定的范围内。 (1)材料：0．3mm 覆铜箔板，除油、刷板，并切成 100×100(mm)； (2)测定程序： A．试样在双氧水(80-100 克／升)和硫酸(160-210 克／升)、温度 30℃腐蚀 2 分钟， 清洗、去离子水清洗干净； B．在 120-140℃烘 1 小时，恒重后称重W2(g)，试样在腐蚀前也按此条件恒重称重 W1(g)。 (3)蚀刻速率计算 速率＝(W1-W2)104／2×8．933T(μm／min) 式中：s-试样面积(cm2) T-蚀刻时间（min） (4)判断：1-2μm/min 腐蚀速率为宜。(1.5-5 分钟蚀铜 270-540mg)。 3．玻璃布试验方法 在孔金属化过程中，活化、沉铜是化学镀的关键工序。尽管定性、定量分析离子钯和还原液可以反映活化 还原性能，但可靠性比不上玻璃布试验。在玻璃布沉铜条件最苛刻，最能显示活化、还原及沉铜液的性能。现 简介如下： (1)材料：将玻璃布在 10％氢氧化钠溶液里进行脱浆处理。并剪成 50×50(mm),四周末端除去一 些玻璃丝，使玻璃丝散开。 (2)试验步骤： A．将试样按沉铜工艺程序进行处理； B．置入沉铜液中，10 秒钟后玻璃布端头应沉铜完全，呈黑色或黑褐色，2 分钟后全部沉上， 3 分钟后铜色加深；对沉厚铜，10 秒钟后玻璃布端头必须沉铜完全，30-40 秒后，全部沉上铜。 C．判断：如达到以上沉铜效果，说明活化、还原及沉铜性能好，反则差。 第四章 半固化片质量检测方法 预浸渍材料是由树脂和载体构成的的一种片状材料。其中树脂处于 B-阶段，温度和压力作用下，具有流 动性并能迅速地固化和完成粘结过程，并与载体一起构成绝缘层。俗称半固化片或粘结片。为确保多层印制电 路板的高可靠性及质量的稳定性，必须对半固片特性进行质量检测（试层压法）。半固化片特性包含层压前的 特性和层压后特性两部分。层压前的特性主要指：树脂含量％、流动性％、挥发物含量％和凝胶时间(S)。层 压后的特性是指：电气性能、热冲击性能和可燃性等。为此，为确保多层印制电路板的高可靠姓和层压工艺参 数的稳定性，检测层压前半固化片的特性是非常重要的。 1．树脂含量(％)测定： (1)试片的制作：按半固化片纤维方向：以 45°角切成 100×100(mm)小试块； (2)称重：使用精确度为 0．001 克天平称重Wl(克)； (3)加热：在温度为 566．14℃加热烧 60 分钟，冷却后再进行称量W2(克)； (4)计算： W1-W2 树脂含量（％）=(W1-W2) /W1×100
pcb材料
Unit
EM-285 152
H 152 60 <1 338 56 220 2.9 4.8 4.7 0.007 0.009
N 154 60 3.5 349 44 235 2.9 4.8 4.6 0.010 0.016
M 156 60 3.5 334 30 202 2.2 4.9 4.8 0.010 0.012
Moisture absorption of 39mil unclad laminate
1.2% 1.0% 0.8% Moisture absorption 0.6% 0.4% 0.2% 0.0% PCT 1hr PCT 2hr PCT 3hr PCT 4hr PCT 5hr
Thermal resistant after moisture absorption
N 3.0~3.4 3.7~4.0 2.8~3.1 3.7~4.0 5~8 7~9
M 3.8~4.3 4.8~5.0 3.7~3.9 4.6~5.0 9~11 10~11
Thermal Resistance with BO Bonding
5.0
10
4.0
8
3.0
6
2.0
4
1.0
2
0.0 ATO MacDermid
H
EM-285 8.1~8.4 8.0~8.3 17~20
H 8.7~8.9 8.4~8.8 7~9
N
N 8.9~9.0 8.8~9.1 9~11
M
M 9.7~9.8 9.4~9.5 6-8
Photo
Cycle P/S
17 8.3
9 8.8
9 9.0
7 9.7
EMC
Comparing with Competitor
PCB手册
铜箔 A B 基材
简
述
1、 铜箔厚度 A：H/0OZ（18μm） ，1/0OZ（35μm） 、 2/0OZ（70μm）三种规格。 2、 板材厚度 B 各规格及容许差额： 厚度 B 容 许 公 差 0.8mm ± 0.1mm 1.0mm ± 0.12mm 1.2mm ± 0.13mm 1.6mm ±0.14mm
W
D
项目
图
解
简
述
在有孔無焊窗的情況下﹐ 線路單邊開 0.3mm 的安距﹐ 即 A=0.3mm 線路 安距 L 基材
A
孔徑
銅箔
V-C UT 測試 線
OK 的測試點 不可取的測試點
開模的樣品必須打上 V-CUT 測試線﹐V-CUT 測試線 不可與板內線路連接
板材厚度 H 成品 板弯 曲度 H 1.6mm 1.2mm 1.0mm 0.8mm
碳线 L
1、L 的寬度為 2mm 2﹑方阻 R 方阻≦30Ω
铜箔 L
碳线
绝缘 阻抗
1、 如圖碳線與導線之間的絕緣阻 抗為﹕5MΩ—10MΩ
铜箔
线路 ○ 1
模具 制作 工藝 要求
○ 2
1﹑○標示處為孔邊與板邊距離≧ 1 板厚×2/3﹐低于此要求時必須用 CNC 鑽孔﹐否則會裂孔﹔ 2﹑○標示處為孔邊至孔邊距離≧ 2 板厚×60% 3﹑郵票孔孔邊至孔邊≧1.5mm
其它与普通单面板相同
銀貫板安距设计图解： 銀貫板安距设计图解：
项目
D
图
解
焊盤 A 孔
简
述
1﹑貫孔的孔徑為 0.5mm,即 C=0.5; 2﹑貫孔的焊盤單邊比孔大 0.35mm﹐即 B≧ 0.35mm﹔ 3﹑焊盤與焊盤間距﹑焊盤與線路間距最小 為 0.3mm﹐即:A﹑D≧0.3mm; 4﹑貫孔菲林單邊比孔最小單邊大 0.25mm;
FR-1板材PCB技术手册
Power SBG
FR-1長邊必需和基材纖維方向平行
長春 DS
L
寬
PCB
寬
PCB
DS
長
長
FR-1的板材不可用KB廠商的PCB材料
Power SBG
FR-1板材過錫爐冷卻要求
冷卻風機
下板拉
錫爐 FR-1 PCB在此處要冷卻到50度以下
FR-1 PCB
過錫爐時﹐錫爐的鏈條速度需要大于1.4米/分鐘
Power SBG
引腳
被焊接的元件引腳體積不可大于2.16平方毫米
Power SBG
FR-1板材制程注意
因FR-1的板材特性制程有以下注意事項﹕
1. FR-1板材PCB過錫爐時,預熱溫度實測控制在110±10度 2. FR-1板材PCB過錫爐時,錫溫為260度時起泡少于800 DPPM 3. FR-1板材PCB SMD制程中﹐在貼片后﹐紅膠不可延升到PAD上 4. FR-1板材PCB SMD貼片后﹐72小時內需要過完錫爐制程
FR-1板材PAD用金道包住要求
PAD 金道 金道
金道
PAD
PAD
因FR-1的板材 升縮較大﹐加工時 此變異無法有效控 制﹐需要把所有的 PAD設計用金道包 住
Power SBG
FR-1板材HS設計要求
HS
因FR-1的板材 過錫爐時易變形﹐ 需要對HS的長度管 制﹐長就不能長于 100mm﹐否則需要 設計獨立的防浮高 Pin
FR-1 PCB板設計在原規范上的其它要求
REV:B Qiang Hu JUN. 13, 2012
Power SBG
FR-1板材綠油厚度要求
為防針孔不良綠油的相關要求
网版式的张力
单面PCB-原材料规格书模板
字符油附着力
6
最小线宽
7
最小线距
8
表面处理9碳线方来自（碳油板）10碳孔阻值（碳油板）
…
……
4 工艺参数：
序号
项目
工艺参数具体描述
备注
1
成品V-CUT
2
干膜或湿膜工艺
3
开路维修方式
4
短路维修方式
5
成品最小孔径
6
成型方式
7
成品最小孔径
8
成型方式
9
冲孔最大公差
…
……
5 主要组成材料：
序号
材料种类
材料规格描述（材质/颜色/成分）
供应商名称
1
板材
2
阻焊油
3
字符油
4
焊料
…
……
6 检验试验内容：
序号
项目
试验条件及测试设备
判定标准
1
开路检查
2
短路检查
3
介质耐电压
4
绝缘电阻测试
5
可焊性测试
6
阻焊热冲击测试
7
基材耐热冲击测试
8
抗剥强度
9
恒定湿热
10
耐焊接热
11
附着力
12
涂层硬度
13
阻燃试验
14
翘曲度检验
…
……
7 结构图
(包括PCB线路图/丝印图/字符图/拼板图)：
8 中国RoHS执行情况
材料名称/辅料名称
有毒有害物质或元素
铅
(Pb)
汞
(Hg)
镉
(Cd)
六价铬(Cr6+)
多溴联苯(PBB)
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CEI 25G-LR长距 CEI 28G-SR短距
2008
2010
2012
2014
2016
2009
2011
2013
2015
100G/400G光通道和甚短距信号传输需求，对材料电性能的要求越来越高。
11
文档密集：外部公开
系统设计面临的挑战
100M1Gbps
3Gbps
5Gbps
17
文档密集：外部公开
SI测试数据全景图—Low Loss (Df: 0.008‐0.014)
Electric Property Supplier Material Typical Values Typical Values Dk (10GHz) 3.8 3.8 3.5 4.0 38 3.8 Df (10GHz) 0.0070 0.0090 0.0080 0.0055 0 0070 0.0070 32 3.2 -0.317 -0.551 -0.660 SCC实测 反推Dk SI from SCC SI from SCC 5GHz -0.334 -0.359 10GHz 12.5GHz -0.599 -0.647 -0.718 -0.794 Suggest Gbps 20~25 20~25 20~25 20~25 20 25 20~25
Via Coupling Capacitor N1 Connector N2 Stub Transmission Line
Impedance Control
Line Width Line Height Insulation Thickness High Hi hP Precision ii Impedance Stack-up Simulation Dk/ Dk /Df TDR Test
3
文档密集：外部公开
1.1 高速材料简介‐ 材料金字塔(按DF分类)
Remark: Planning Under evaluation Qualified
PTFE High Frequency PTFE‐like Panasonic M7(N)
Tier7 PTFE、PTFE‐LIKE
Nelco Tier6 Next Generation MW4000 PTFE‐LIKE、LCP or Others Oth Nelco Panasonic M7 MW3000 Df<0.004 M6(N) MW2000 Doosan TUC Tier5 Ultra low loss DS‐7409D(VN) TU933(T3) Panasonic M6 M6(G) TUC TU872SLK(SP) TUC TU862HF ITEQ IT170GRA1 NY NY2170 NY2150 Nelco MW1000 Panasonic M4(R5725) M4S EMC EM285 EMC EM825 EM827 TUC TU883(T2) Df: 0.004‐0.008 Tier4 Very low loss
Panasonic TUC Nelco
M7N TU933(T3) MW4000
15
文档密集：外部公开
SI测试数据全景图—Ultra Low Loss （Df＜0.004）
Electric Property Electric Property S Material Typical Values
10
文档密集：外部公开
为何要进行SI认证？
PCIe 4.0协议 16G InfiniBand 架构25G 光纤信道 32G 400G光通道：16×32G 400G电通道：16×25G
下一代I/O接口发展
100G光通道：4×32G 100G电通道：4×25G CPPI接口 100G电通道：4×25G CAUI接口 100G电通道：4×25G BP & CC背板和铜缆 CEI 28G-MR中距 CEI 28G 28G-VSR甚短距 VSR甚短距 CEI 56G-VSR甚短距 CEI 56G-VSR2甚短距 CEI 56G-USR超短距
RO4360G2 RF-60A
RO4730 RO3001
AD600 RO3210
DF
DICLAD527
HT 1.5 Cuclad6700 NX9255 AD255
NX9260
NH9350 AD350A TC600 Ro3006 TLF-35 TC350 AD350 RF35
RF35A
RT/duriod6010LM RO3010
Back Drilling
高速系统
Embedded Capacitor
文档密集：外部公开
高速材料应用场景
Wireline & Wireless Networks
Core Routers
Optical Transport Network
Base Station
Wireless Backhaul Network
提高每个通道的数据速率
— IEEE 802.3ba, 803.3bj Task Force 2011; OIF CEI 25G/28G
文档密集：外部公开
SCC高速解决方案
Simulation & Test
Material Application
Ultra Low Loss Very Low Loss Low Loss Mid Loss Std. Loss
ITEQ IT158 IT180A
文档密集：外部公开
为何要选用高速材料？
z 网络流量与硬件发展差距日益增大 z 网络流量在18个月内翻倍 z 服务器I/O在24个月内翻倍
提高带宽容量需求
z 40Gb/s & 100Gb/s 传输标准批准于2010年 z 早期 功率的改进
(10GHz)
Dk
(10GHz)
Df
SCC实测 反推Dk
SI from SCC 5GHz 10GHz 12.5GHz
Suggest Gbps
Panasonic Panasonic Doosan Nelco Nelco
M6N M7 DS-7409D(V)N MW2000 MW3000
3.4 3.6 3.2 3.4 3.9
文档密集：外部公开
High‐speed Materials for 25Gbps+Applications
1OZ Cu 2116*2 2116 2 Prepreg 1OZ Cu 2116*2 core 1OZ Cu
Trace Length：85 mm Cal Method：TRL Trace Width：8~12 mil Copper：RTF
Security level 文档密集：外部公开 ：Internal use only
材料手册 VO
2016-01-11 V0版
文档密集：外部公开
目录
材料基础认证介绍
材料能力介绍
材料产地和交期
2
文档密集：外部公开
材料基础认证介绍
1. 材料简介 1.1 高速材料介绍 1.2 高频材料介绍 2 材料基础认证 2. 2.1 电性能 2.1.1 考试板设计 2.1.2 测试项目 2.1.3 测试数据全景图 2.2 可靠性 3.2.1考试板设计 3.2.2 测试项目 3 2 3 测试数据全景图 3.2.3 3. 材料UL认证
0.0040 0.0030 0.0040 0.0040 0.0040 3.1 -0.234 -0.411 -0.494
25~40 25~40 20~40 20~25 25~40
16
文档密集：外部公开
SI测试数据全景图—Very Low Loss (Df: 0.004‐0.008)
DK
文档密集：外部公开
高频材料应用
Renewable energy
Telecom Base Station
A t Automobile bil electron l t
High frequency materials pp application
LED
7%
Satellite Microwave
9
Aerospace
Electric Property S Material Typical Values
(10GHz)
Dk
(10GHz)
Df
SCC实测 反推Dk
SI from SCC 5GHz 10GHz 12.5GHz
Suggest Gbps
Panasonic TUC Panasonic Nelco
M6 TU883(T2) M6(G) MW1000
3.6 3.7 3.6 3.6 3.4
0.0040 0.0055 0.0040 0.0040 0.0040 3.2 3.2 3.2
-0.273 -0.273 -0.234
-0.490 -0.469 -0.411
-0.600 -0.566 -0.494
20~25 20~25 20~25 20 25 20~25
9
文档密集：外部公开
2.材料基础认证 2.1 SI认证
SCC的 材料评估体系如下：
成本持平或降低
现有产品
评估新材料
热稳定/结合力/回流焊
可靠性持平或提升
新材料替代
电性能持平或提升
Dk/Df/铜箔粗糙度
未来产品
评估新材料
满足硬件部门 电性能需求 满足产品部门 可靠性要求
引入新材料
未来产品，需要电性能和可靠性均满足要求时才会引入。
Server & Storage
Enterprise Networking
Server
Storage
Storage Switches
10/40/100GE Switches Routers