2.2.温度的变化会导致PCB性能失效,其主要体现在以下方面:
A. 温度高导致分层
B.温度高导致孔铜断裂而出现开路
高温是否容易导致板材分层主要看材料以下几个参数指标:
l Td:Td越高越不容易在高温时出现分层,其耐热性能越好
l T260/T288/T300:其时间越长表明其耐热性能越好,也就越不容易分层
高温是否容易导致孔铜断裂开路主要看材料以下几个参数指标:
l Z-CTE:越小高温时越不容断裂
l Tg值:其越高在高温时越不容易断裂
2.3. 热膨胀CTE
2.3.1. а1-CTE:Tg前热膨胀系数
2.3.2. а2-CTE:Tg后热膨胀系数
2.3.3. (50-260 ℃)-CTE:50到260度之间的平均热涨系数
PCB在X.Y.方向受到有玻纤布的钳制,以致CTE不大,约在12-15ppm/℃左右。但板厚Z方向在无拘束下(Tg前)将扩大为55-60ppm/℃(TG后,约为TG前的5-6倍),而PCB通孔及焊垫中铜的CTE约为16-18ppm/℃.
2.4. 设计材料选择条件
材料本身树脂的使用温度需高于PCB板使用温度
由材料的CTE特性看,材料的Tg值必须大于PCB使用温度,保证Z-CTE的热膨胀在Tg前,且需选择Z-CTE足够小的材料
由材料本身看,选择Td足够大,越大耐高温性能越好
由材料本身看,选择T260/T288/T300足够大的材料,越大耐高温性能越好
2.5.不同材料特性一览表(一)
三、不同使用频率下对PCB材料的要求
3.1.高频信号传输对介质材料的要求
信号传播损失小(具有低介电常数、低介质损耗因子)、信号传输速度高、在介电特性方面受到频率、温度、湿度变化下而表现出的高稳定性等内容。
须要考虑到它在高频电路PCB上的信号传播损失的特性。1GHZ以上领域内还会存在着由于“肌肤效应”问题,造成的导体损失。
在基板材料上、在PCB制造上、在组装上由于存在着微小偏差(特别是在层间厚度、介电常数、导体厚度、导体宽度四个方面的偏差),就会造成基板材料的特性阻抗的不整合,出现反射、衰减量的增大
3.2.信号工作频率不同对板材要求不同
工作在1GHz以下的PCB可以选用FR4,成本低、多层压制板工艺成熟。如信号入出阻抗较低(50欧姆),在布线时需要严格考虑传输线特性阻抗和线间耦合,缺点是不同厂家以及不同批生产的FR4板材掺杂不同,介电常数不同(4.2-5.4)且不稳定。
1G以上3GHz以下的小信号微波收发信机,可以选用改性环氧树脂材料,由于其介电常数在10GHz时比较稳定、成本较低、多层压制板工艺与FR4相同。
3GHz以上的大信号微波电路如功率放大器和低噪声放大器建议选用类似RO4350的双面板材,RO4350介电常数相当稳定、损耗因子较低、耐热特性好、加工工艺与FR4相当。其板材成本高于FR4。
10GHz以上的微波电路如功率放大器、低噪声放大器、上下变频器等对板材要求更高,建议采用PTFE。
3.3.常用高频材料特性一览表(一)