原创 PCB设计第015篇覆铜板的结构

 2023-11-23 20:45  630 4 4 分类: PCB 文集: 2 PCB Layout

覆铜板/Copper Clad Laminates 是IPC-2221定义的术语。覆铜板是三种材料的组合，即由树脂、增强材料和铜箔物理组合在一起。其中，树脂和增强材料先紧密混合，然后以机械压合的形式与铜箔结合在一起。

PCB选择热固性树脂，最常见的就是环氧树脂/Epoxy。我不是材料专业人士，不能展开介绍树脂家族、热固性的原理和过程，只知道这类树脂在受热后内部会发生大分子交联反应，释放热量，待冷却后固化，获得比受热前高得多的刚性和硬度。根据固化程度，树脂材料分为部分固化和完全固化两个状态。部分固化状态的树脂是一个半成品，适合与增强材料混合，形成所谓半固化片/Prepreg Sheet。半固化片经过机械压合之后，会转变为完全固化状态。SMT 和无铅化/Pb-free 的推广对树脂的耐高温能力提出了更高的要求。材料需要添加一些特殊物质来保障高温下的稳定性。

增强材料的作用是提供结构强度。增强材料一般是玻璃纤维布/Woven Glass，也可以是有机物或者其它无机物。作为增强材料使用的玻璃纤维布采用横纵交叠的织法，这样有利于形成各向同性，在热胀冷缩方面具有优势。

铜箔的作用是导电和导热。铜箔的形成比较简单，刚性板常用电解法沉积形成（Electrodeposited）,俗称电化学沉（积）铜，柔性板则使用压延方式，利用铜材料优秀的延展性来实现。铜箔的厚度是重要参数，它定义为每平方英尺有多少盎司质量的铜。1平方英尺上0.5盎司铜的厚度是 18um/0.7mil，1.0盎司铜的厚度是 35um/1.4mil，2.0盎司铜的厚度是 70um/2.8mil。

用增强材料覆盖树脂，就形成了基材/Base Material。基材的厚度虽然可以任意设置，但是行业已经形成了比较固定的尺寸系列。

单层和双层板，基材的厚度是 0.75mm/30mil -- 1.50mm/60mil -- 2.30mm/90mil。

多层板，基材的厚度是 0.050mm/2mil -- 0.102mm/4mil -- 0.204mm/8mil 以及 0.127mm/5mil -- 0.254mm/10mil。

把铜箔和基材压合起来，让半固化片的树脂流入铜箔表面微观的峰谷中，就使铜箔和基材紧密地复合起来了。

安规要求

覆铜板受到安全规范的管控。在北美使用的基材，需要满足 UL94 的阻燃要求，基材要符合 UL746 的要求，PCB的叠层结构要符合 UL796 的要求。

作者：电子知识打边炉，来源：面包板社区

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