PCB板材是指覆銅基板，是制造電路板的最主要材料。板材的一些關(guān)鍵性能參數(shù)對(duì)電路板的生產(chǎn)加工、元器件貼裝焊接、電子產(chǎn)品的功能實(shí)現(xiàn)以及產(chǎn)品的使用環(huán)境或壽命等都將產(chǎn)生一定程度的影響，所以掌握板材的關(guān)鍵參數(shù)在實(shí)際應(yīng)用中非常有必要。

PCB板材的關(guān)鍵性能參數(shù)有十?dāng)?shù)項(xiàng)，可以分為3大類，分別是熱性能、電性能以及機(jī)械性能三類參數(shù)。參考市場(chǎng)上覆銅板主流廠商的板材技術(shù)參數(shù)，歸納其關(guān)鍵性能參數(shù)如下：

松下

臺(tái)耀

南亞

生益

建滔

A、熱性能參數(shù)：

1、Tg值（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）

2、Td值（熱分解溫度）

3、CTE值（熱膨脹系數(shù)）

4、T260 & T288值(耐熱裂時(shí)間)

5、熱應(yīng)力測(cè)試

6、可燃性（阻燃等級(jí)）

7、RTI值（相對(duì)熱指數(shù)）

B、電性能參數(shù)：

1、表面電阻率

2、體積電阻率

3、電解質(zhì)擊穿電壓

4、耐電弧性

5、CTI值（相對(duì)漏電起痕指數(shù)）

6、Dk值（介電常數(shù)）

7、Df值（介質(zhì)損耗）

8、CAF性能（耐離子遷移性）

C、機(jī)械性能

1、抗彎強(qiáng)度

2、剝離強(qiáng)度

3、吸水率

對(duì)于以上的板材關(guān)鍵參數(shù)，下面我逐一進(jìn)行解讀，為大家說(shuō)明該參數(shù)的原來(lái)及對(duì)產(chǎn)品的影響，便于大家在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)選用匹配合適的材料。

一、熱性能參數(shù)

1、Tg值，即玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Glass Transition Temperature）。

PCB板材的樹(shù)脂有三種力學(xué)狀態(tài)，分別是玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。

玻璃態(tài)：在低溫時(shí)材料為固體狀，與玻璃相似，在外力作用下只會(huì)發(fā)生非常小的變形，此狀態(tài)我們稱為玻璃態(tài)。

高彈態(tài)：當(dāng)溫度升高到一定范圍后，材料形變明顯增加，并在隨后的一定溫度區(qū)間內(nèi)形變相對(duì)穩(wěn)定，此為高彈態(tài)。

粘流態(tài)：當(dāng)溫度繼續(xù)升高，材料形變量又逐漸增大，材料逐步變成粘性的流體，此時(shí)形變不可恢復(fù)，此狀態(tài)稱為粘流態(tài)。

我們把玻璃態(tài)與高彈態(tài)之間的轉(zhuǎn)變稱為玻璃化轉(zhuǎn)變，它所對(duì)應(yīng)的溫度就是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

目前用于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測(cè)定的方法有：差熱分析法（DSC）、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能分析法（DMA）、熱機(jī)械分析法（TMA）、核磁共振法（NMR）、動(dòng)態(tài)介電分析法（DETA），目前主要采用的是差熱分析法（DSC）。

圖1：非晶態(tài)高聚物的溫度-變形曲線

圖2：典型的DSC圖

差示掃描量熱分析（Differential Scanning Calorimetry，簡(jiǎn)稱DSC）。DSC測(cè)試原理基于熱力學(xué)第一定律，即能量守恒定律。當(dāng)測(cè)試樣品與參比樣品發(fā)生相變或熱轉(zhuǎn)變（如玻璃化、融化、結(jié)晶等）時(shí)，將釋放或吸收熱量，導(dǎo)致樣品和參比的溫度發(fā)生變化。DSC測(cè)試就是通過(guò)測(cè)量樣品與參比的溫差來(lái)記錄這種熱量的變化。

DSC儀器主要由樣品層、參比層、加熱層、溫控系統(tǒng)和測(cè)溫系統(tǒng)組成。樣品層和參比層分別裝有待測(cè)樣品和參比樣品，它們經(jīng)過(guò)精確稱量后放置在測(cè)量室內(nèi)，并通過(guò)加熱器進(jìn)行加熱。溫控系統(tǒng)則負(fù)責(zé)控制加熱的溫度變化，通常采用恒定升溫速率的方式。測(cè)溫系統(tǒng)則通過(guò)熱電偶或熱電阻等傳感器，測(cè)量 樣品與參比的溫差。

圖3：DSC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

Tg值相對(duì)越高的板材，其耐高溫和抗形變能力越好，應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下方面。

在PCB生產(chǎn)過(guò)程中，Tg越高其變形量越小、尺寸穩(wěn)定性也越好，這對(duì)于高多層、高精度、高密度線路的PCB非常重要。尺寸穩(wěn)定即意味著各層線路的圖形變形量更小，設(shè)計(jì)需要預(yù)留的位置精度冗余更小，布線的密度可以更高，因此可以實(shí)現(xiàn)PCB更加小型化和輕薄化；同時(shí)焊盤(pán)、孔的位置精度也更高，有利于焊接生產(chǎn)。

在焊接時(shí)，Tg越高其在高溫焊接時(shí)的耐熱性能越好，保證高性能板在焊接時(shí)具有較小或極小的形變，使SMD等引腳與板面焊盤(pán)之間形成較小的剪切應(yīng)力和拉應(yīng)力、提高焊點(diǎn)質(zhì)量（或均勻一致性），提高組裝可靠性。

表1：板材Tg

2、Td值，基材的熱分解溫度（Thermal decomposition temperature）

它表示電路板板材的熱分解溫度，是指板材的樹(shù)脂受熱失重5%時(shí)的溫度，作為印制電路板的基材受熱引起分層或性能下降的標(biāo)志?，F(xiàn)廠采用熱重量分析法（TGA）來(lái)測(cè)量。

當(dāng)板材加熱到超過(guò)其Td溫度時(shí)，板材的樹(shù)脂分子鏈將遭到破壞，造成不可逆轉(zhuǎn)的性能下降，這是一項(xiàng)指導(dǎo)板材使用的重要參數(shù)，以下是常用板材的熱分解溫度范圍。

表2：板材TD

在采用回流焊或波峰焊生產(chǎn)時(shí)，通常實(shí)際焊接溫度在210~240℃，遠(yuǎn)低于板材的熱分解溫度，所以正常焊接的情況下非常安全，不會(huì)對(duì)板材造成任何損傷。

3、CTE值，熱膨脹系數(shù)（Coefficient of thermal expansion）

CTE是衡量基材耐熱性能的又一重要指標(biāo)，它是指材料受熱后在單位溫度內(nèi)尺寸變化的比率，以每攝氏度變化百萬(wàn)分之幾表示 (PPM)，基材的CTE在X、 Y方向和Z方向不同。目前主要采用熱機(jī)分析法（TMA）來(lái)測(cè)量。

X, Y 方向熱膨脹系數(shù)是板材水平方向的熱膨脹系數(shù)，是表征水平方向的變形量，主要是對(duì)PCB生產(chǎn)中各層線路圖形變形量、焊盤(pán)及孔位置精度產(chǎn)生影響，此外在焊接時(shí)會(huì)因變成產(chǎn)生剪切或拉應(yīng)力。

X, Y 方向熱膨脹系數(shù)一般表示的是在30~130℃溫度范圍內(nèi)的尺寸變化率。還有另外一種表示方式,即基板從50℃等速升到260℃條件時(shí)的X, Y方向的尺寸變化率。但是在水平方向上由于樹(shù)脂被其中作為增強(qiáng)材料玻璃布的牽制, 在環(huán)境溫度提高,樹(shù)脂產(chǎn)生形變時(shí), 覆銅板的X, Y 方向熱膨脹系數(shù)都表現(xiàn)得變化不太明顯，目前普遍情況在11~15ppm/℃。

Z方向熱膨脹系數(shù)是板材厚度方向的膨脹系數(shù)，表征厚度方向的變形量， 板材受熱膨脹后由于樹(shù)脂的膨脹尺寸大于孔壁的銅層膨脹尺寸, 對(duì)孔壁銅層產(chǎn)生拉伸應(yīng)力,會(huì)影響金屬化孔的質(zhì)量。

Z 方向熱膨脹系數(shù)是在升高溫度 50~260℃的條件下, 測(cè)量Z方向的總膨脹尺寸變化率。由于溫度在基材 Tg 以下，與達(dá)到 Tg及以上變化率表現(xiàn)出很大的差別，因此, 一般將厚度方向 (Z方向) 的熱膨脹系數(shù)分為在 Tg溫度點(diǎn)以下和Tg溫度點(diǎn)以上，通常Tg溫度點(diǎn)以上的熱膨脹系數(shù)是Tg溫度點(diǎn)以下的5~6倍。不同品牌、不同樹(shù)脂體系、不同Tg的板材都有所差異，但相差不大，一般Tg點(diǎn)以下要求≤60ppm/℃，Tg點(diǎn)以上要求≤300ppm/℃，目前實(shí)際情況是FR-4板材Tg點(diǎn)以下在40~60ppm/℃，Tg點(diǎn)以上在200~300ppm/℃。

表3：板材CTE

4、T260，T288（耐熱裂時(shí)間測(cè)試）

這是PCB上的一個(gè)重要參數(shù)，它是采用TMA法將板材逐步加熱到260℃、288℃定點(diǎn)溫度，然后觀察PCB在此強(qiáng)熱環(huán)境中，能夠抵抗Z軸膨脹多久而不致裂開(kāi)，此種忍耐時(shí)間即定義為耐熱裂時(shí)間。耐熱裂時(shí)間是一個(gè)非常客觀且非常實(shí)用的評(píng)價(jià)板材耐熱性能的參數(shù)，設(shè)計(jì)人員在選擇、判斷板材好壞時(shí)參考耐熱裂時(shí)間比Tg值更為貼切。

表4：板材T260,T288

5、熱應(yīng)力測(cè)試（Thermal Stress）

物體內(nèi)部溫度變化時(shí)，只要物體不能自由伸縮，或其內(nèi)部彼此約束，則在物體內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，這種應(yīng)力稱之為熱應(yīng)力。組成PCB的材料包括樹(shù)脂、玻璃纖維布、銅箔、化學(xué)鍍銅層、電鍍銅層、阻焊油墨，這些材料的熱膨脹系數(shù)各不相同，有些相差極大，溫度變化時(shí)必然產(chǎn)生熱應(yīng)力。

熱應(yīng)力測(cè)試是模擬焊接過(guò)程的極限焊接條件下，基材或PCB在焊接過(guò)程中，經(jīng)過(guò)高低溫變化后受到熱應(yīng)力作用是否破壞材料結(jié)構(gòu)性能。

目前常采用的測(cè)試方法是把常溫樣品浮于288℃焊錫槽液面，保持10 +1/-0秒，自然冷卻至室溫，然后檢查有無(wú)板材有無(wú)分層、起泡、露織物、白斑、碎裂或空洞等。

6、可燃性（Flammability）

指材料可耐燃燒程度等級(jí)。目前廣泛采用的是UL94燃燒性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。由UL機(jī)構(gòu)（美國(guó)保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)所Underwrite Laboratories Inc.）制訂。UL94共12個(gè)防火等級(jí)：HB，V0,V1,V-2,5VA,5VB,VTM-0,VTM-1,VTM-2,HBF,HF1,HF2。其中VTM-0、VTM-1、VTM-2適用于塑料薄膜，HBF、HF1、HF2斯適用于發(fā)泡材料。塑料阻燃等級(jí)由HB、V-2、V-1向V-0逐級(jí)遞增，我們PCB適用此標(biāo)準(zhǔn)。

UL94HB為水平燃燒測(cè)試，UL94V為垂直燃燒測(cè)試

試樣要求：125mm×13mm×原厚（最大不超過(guò)13mm),94HB至少6根，94V至少20根

由于UL94燃燒性試驗(yàn)的方法和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)較為復(fù)雜，為了便于理解掌握，以下對(duì)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)做一個(gè)簡(jiǎn)要介紹。

UL94HB級(jí)評(píng)定：

厚度在3.0-13mm的試樣的燃燒速率不大于40mm/min；

或厚度小于3.0mm的試樣的然燒速率不大于75mm/min,

或在100mm標(biāo)線前熄滅。

UL94V級(jí)評(píng)定：

V-0:對(duì)樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測(cè)試后，火焰在10秒內(nèi)熄滅。不能有燃燒物掉下。

V-1:對(duì)樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測(cè)試后，火焰在30秒內(nèi)熄滅。不能引燃30cm下方的藥棉。

V-2:對(duì)樣品進(jìn)行兩次10秒的燃燒測(cè)試后，火焰在30秒內(nèi)熄滅?？梢砸?0cm下方的藥棉。

表5：UL94V阻燃等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

7、RTI值，相對(duì)熱指數(shù)（Relative Thermal Index）

RTI是一個(gè)較少被提及的熱性能參數(shù)。它是UL規(guī)定的電路材料的額定值，表示原材料無(wú)限期的暴露在其中而不會(huì)發(fā)生材料特性退化的最高溫度。當(dāng)原材料被加工成電路時(shí)，還有一個(gè)適用于電路功率容量的額定值，即最高工作溫度（MOT）。MOT是指電路的關(guān)鍵特性不發(fā)生退化的情況下可以暴露的最高溫度。MOT總是低于電路材料的RTI值。FR-4板材的RTI一般在130~150℃。

二、電性能參數(shù)

8、表面電阻率（Surface Resistivity）

表面電阻率ρs：該參數(shù)是指一定表面積內(nèi)物質(zhì)對(duì)于帶電流的阻抗力。表示在絕緣材料的表面層的直流電場(chǎng)強(qiáng)度與線電流密度之商，即單位面積內(nèi)的表面電阻。常用標(biāo)準(zhǔn)是：防潮后≥104MΩ，在高溫下≥103MΩ。

注：表面電阻Rs，是在試樣表面上兩電極間所加電壓與進(jìn)過(guò)一定時(shí)間后流過(guò)兩電極間的電流之商；該電流主要為流過(guò)試樣表層的電流 ，也包括一部分流過(guò)試樣提及的電流成分。在兩電極間可能形成的極化忽略不計(jì)。

表面電阻率ρs=Rs·P/g

ρs：表面電阻率 （Ω·m）

Rs：表面電阻（Ω）

P：被保護(hù)電極(測(cè)量電極)的有效周長(zhǎng)（mm）

g：測(cè)量電極與保護(hù)電極間的距離（mm）

圖4：表面電阻Rs測(cè)量示意圖

9、體積電阻率（Volume Rsistivity）

體積電阻率ρv：是指一定體積內(nèi)物質(zhì)對(duì)于帶電流的阻抗力。表示在絕緣材料里面的直流電場(chǎng)強(qiáng)度與穩(wěn)態(tài)電流密度之商，即單位體積內(nèi)的體積電阻。常用標(biāo)準(zhǔn)是：防潮后≥106MΩ·cm，在高溫下≥103MΩ·cm。

體積電阻率ρv=Rv·A/h       A=（π/4）·(d1+g)2

ρv：體積電阻率 （Ω·m）

d1 : 被保護(hù)電極直徑(mm)

g：測(cè)量電極與保護(hù)電極間的距離 （mm）

h : 絕緣材料試品的厚度（mm）

Rv：體積電阻值

A: 被保護(hù)電極(測(cè)量電極)有效面積（mm2）

圖5：體積電阻Rv測(cè)量示意圖

圖6：表面電阻、體積電阻測(cè)試儀

10、電介質(zhì)擊穿電壓（Dielectric Breakdown ）

電介質(zhì)擊穿電壓是指在特定條件下，電介質(zhì)中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，電介質(zhì)會(huì)發(fā)生擊穿現(xiàn)象的最低臨界電壓。影響固體介質(zhì)擊穿電壓的主要因素有：1、電介質(zhì)性質(zhì)；2、電場(chǎng)強(qiáng)度；3、電壓作用時(shí)間；4、電場(chǎng)均勻程度；5、溫度；6、受潮程度；7、累計(jì)效應(yīng)。

在均勻電場(chǎng)中，擊穿電壓與介質(zhì)厚度之比稱為擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱為擊穿強(qiáng)度，又叫：“介電強(qiáng)度”。

FR-4板材按IPC-4101的擊穿電壓標(biāo)準(zhǔn)是≥40KV，實(shí)際都可達(dá)到45或50KV以上。介電強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)是＞30KV/mm，實(shí)際大多可達(dá)到40KV/mm以上。通?？諝獾慕殡姀?qiáng)度大約3~4KV/mm,FR-4板材達(dá)到40KV/mm，即1000V/mil,考慮到長(zhǎng)時(shí)間老化和絕對(duì)安全等因素按500V/mil進(jìn)行設(shè)計(jì)也完全滿足絕大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景。

圖7：介電強(qiáng)度（擊穿電壓）測(cè)試儀

圖8：電介質(zhì)截面擊穿形狀

11、耐電弧性（Arc Resistance）

是指材料抵抗有高電壓電弧作用引起變質(zhì)的能力。通常用電弧焰在材料表面引起碳化至表面導(dǎo)電而電弧消失所需時(shí)間表示，單位是秒。

FR-4板材按IPC-TM650，2.5.1和IPC-4101標(biāo)準(zhǔn)，變壓器調(diào)至12500V/10mA生成電弧，板材耐電弧標(biāo)準(zhǔn)是≥60秒，實(shí)際大多是板材可以達(dá)到100秒以上。

圖9：耐電弧測(cè)試儀

12、CTI值，相對(duì)漏電起痕指數(shù)（Comparative Tracking Index ）

是指材料表面能經(jīng)受住50滴電解液(0.1%氯化銨溶液)而沒(méi)有形成漏電痕跡的最高電壓值，單位為V。UL 746A標(biāo)準(zhǔn)中3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是175~249V。

圖10：相對(duì)漏電起痕指數(shù)測(cè)試

13、Dk值，介電常數(shù)（Relative permittivity或Dielectric constantex ）

介質(zhì)在外加電場(chǎng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷而削弱電場(chǎng)，介質(zhì)中電場(chǎng)Cx與外加電場(chǎng)C0(真空中)的比值即為相對(duì)介電常數(shù)εr，此常數(shù)與頻率相關(guān)。 （ε讀作艾普西隆）

介電常數(shù)(又稱電容率)，是相對(duì)介電常數(shù)εr與真空中絕對(duì)介電常ε0數(shù)乘積。以ε(/'eps?l?n/)表示，ε= εr×ε0，ε0為真空絕對(duì)介電常數(shù)，ε0=8.85*10^(-12)F/m。需要強(qiáng)調(diào)的是，一種材料的介電常數(shù)值與測(cè)試的頻率密切相關(guān)。FR-4板材通常1GHZ頻率下普通板材介電常數(shù)在4.2~5.3之間，高速板材介電常數(shù)3.6~4.0之間。

簡(jiǎn)單理解介電常數(shù)，是指物質(zhì)保持電荷的能力，理想的物質(zhì)這項(xiàng)參數(shù)值較小。它對(duì)PCB的阻抗控制和信號(hào)傳輸速度產(chǎn)生直接重要影響，PCB的阻抗與介電常數(shù)、銅厚、線寬成反比，與參考層間距離成正比。

（1）介電常數(shù)與信號(hào)傳輸速度的關(guān)系公式

 =    cm/ns

（1.1）微帶線的傳輸延遲簡(jiǎn)化計(jì)算公式

或 

（1.2）埋入式微帶線和帶狀線的傳輸延遲簡(jiǎn)化計(jì)算公式

或 從公式我們可以看到，傳輸延遲取決于介電常數(shù)，與線寬或間距無(wú)關(guān)。（FR4板εr≈4.5，信號(hào)傳輸速度約為15cm/ns）

（2）介電常數(shù)與阻抗的關(guān)系

（2.1）單微帶線介電常數(shù)與阻抗的簡(jiǎn)化公式：

圖11：?jiǎn)挝Ь€

（2.2）單帶狀線介電常數(shù)與阻抗的簡(jiǎn)化公式

圖12：?jiǎn)螏罹€

（2.3）雙帶狀線介電常數(shù)與阻抗的簡(jiǎn)化公式

圖13：雙帶狀線

（3）介電常數(shù)與能量損失的關(guān)系

CCL在高頻電場(chǎng)的作用下，因發(fā)熱而消耗能量，是信號(hào)在傳輸中減弱

K2是常數(shù)，f是頻率，Vc是光速，tanδ為介電損耗正切角。

（4）介電常數(shù)與吸水性的關(guān)系

由于水的介電常數(shù)=80，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基材的介電常數(shù)，因此在發(fā)生吸水后，它的介電常數(shù)會(huì)隨電導(dǎo)增大將會(huì)有不同程度的增大。所以必須降低吸水率。

（5）介電常數(shù)與耐離子遷移性的關(guān)系

從泊松電場(chǎng)方程和亨利電泳速度公式可以得出ε越小，離子遷移的電場(chǎng)越小，耐離子遷移性越好。

ξ為動(dòng)電電位，讀作克西；η為液體的粘度，讀作伊塔。

14、Df值，介質(zhì)損耗因數(shù)（Dissipation Factor）

介質(zhì)損耗：絕緣材料或電介質(zhì)在交流電場(chǎng)中，由于介質(zhì)電導(dǎo)和介質(zhì)極化的滯后效應(yīng)，引起能量損耗叫做介質(zhì)損耗，這種能量損耗表現(xiàn)為材料發(fā)熱。

介質(zhì)損耗因數(shù)Df：由于介質(zhì)電導(dǎo)和介質(zhì)極化的滯后效應(yīng)使電介質(zhì)內(nèi)流過(guò)的電流相量和電壓相量之間產(chǎn)生一定的相位差，即形成一定的相角，此相角的正切值即為損耗因數(shù)Df。

簡(jiǎn)單講Df值就是表示電容器中因內(nèi)熱損耗掉的能量與總能量的占比，或介電材料在交流電場(chǎng)作用下的能量損耗與存貯能量之比。Df值越小，表示介電材料的損耗越小，Df越高，則介質(zhì)電導(dǎo)與介質(zhì)極化滯后效應(yīng)越明顯，電能損耗或信號(hào)損失越多。在高頻電子學(xué)中需要選擇Df值比較小的介電材料。

· 在PCB應(yīng)用中，Df表示指?jìng)鬏斁€中已經(jīng)朝向介質(zhì)板材中損失掉的能量(Loss)與傳輸線中仍然存在(尚未損失)能量(Stored)之比值就是Df值。Df是衡量介電材料能量耗損大小的指標(biāo)，Df越低，則信號(hào)在介質(zhì)中傳送的完整性越好。FR-4板材通常在1GHZ頻率下

· 普通損耗板材（Df≥0.02）

· 中損耗板材（0.01<Df<0.02）

· 低損耗板材(0.005<Df<0.01)

· 超低損耗板材(Df＜0.005)

在串聯(lián)高頻電路里Df表達(dá)公式

圖14：tanδ在串聯(lián)電路中的定義

在并聯(lián)電路里低頻條件下Df表達(dá)公式

圖15：電容器在低頻下的等效并聯(lián)電路

15、CAF性能，耐離子遷移性（Conductive Anodic Filamentation）

離子遷移，是指導(dǎo)體間在吸潮后，金屬離子在電場(chǎng)的作用下，在非金屬介質(zhì)中發(fā)生電遷移現(xiàn)象，從而在電路的陽(yáng)極、陰極間形成一個(gè)導(dǎo)電通道而導(dǎo)致相鄰導(dǎo)體間絕緣性能下降或短路。

在PCB上通常表現(xiàn)為金屬離子從電路中的陽(yáng)極發(fā)散出來(lái)，沿著玻璃纖維與環(huán)氧樹(shù)脂之間界面表面朝著陰極方向遷移，形成導(dǎo)電性絲狀物。它通常發(fā)生在過(guò)孔與過(guò)孔之間，過(guò)孔與導(dǎo)線之間，導(dǎo)線與導(dǎo)線之間。

圖16：PCB離子遷移形態(tài)

PCB離子遷移造成失效分為兩個(gè)階段：

1、高溫高濕的環(huán)境下使得環(huán)氧樹(shù)脂與玻璃纖維之間的附著力出現(xiàn)劣化，并促成玻璃纖維表面硅烷偶聯(lián)劑的化學(xué)水解，從而在環(huán)氧樹(shù)脂與玻璃纖維的界面上形成沿著玻璃纖維材料形成CAF通路。

2、銅受到腐蝕水解形成銅鹽，在電場(chǎng)作用下銅離子由陽(yáng)極向陰極遷移，一定時(shí)間后到達(dá)陰極，在兩極間形成通路。

影響CAF形成的因素：

①基材選擇、②導(dǎo)體結(jié)構(gòu)、③電壓梯度、④助焊劑、⑤潮氣

基材的耐CAF優(yōu)劣排序：BT樹(shù)脂板材＞氰酸樹(shù)脂板材＞CEM-3板材＞G-10板材＞FR-4和PI板材＞聚酯板材

常用耐CAF測(cè)試條件：85℃/85%濕度/50~100V條件下測(cè)試1000小時(shí)以后，絕緣電阻≥5×108Ω。

三、機(jī)械性能

16、抗彎強(qiáng)度（Flexural Strength）

抗彎強(qiáng)度，是指材料抵抗彎曲不斷裂的能力，主要用于考察陶瓷等脆性材料的強(qiáng)度。

測(cè)量材料抗彎強(qiáng)度有多種方法，包括三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度測(cè)試、四點(diǎn)抗彎強(qiáng)度測(cè)試和雙環(huán)抗彎強(qiáng)度測(cè)試，我們常用的是三點(diǎn)測(cè)試方法。

圖17：抗彎強(qiáng)度三點(diǎn)測(cè)試法

PCB的測(cè)試是將電路板基材板，取其寬1英寸，長(zhǎng)2.5~6英寸（按厚度而定）的樣片，在其兩端下方各置一支點(diǎn)，在其中央店連續(xù)施加壓力，直到樣片斷裂為止。迫使其斷裂的最低壓力強(qiáng)度程為抗彎強(qiáng)度。

三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度計(jì)算公式：    

σf：彎曲強(qiáng)度

F：力（破壞荷載）

l：支點(diǎn)距離（30mm）

b：樣品寬度

h：樣品厚度

17、剝離強(qiáng)度（Peel Strength）

剝離強(qiáng)度：是指粘在一起的材料，從接觸面進(jìn)行單位寬度剝離時(shí)所需要的最大力。

PCB銅箔剝離強(qiáng)度是通過(guò)測(cè)定單位寬度的銅箔從基材上玻璃所需的拉力來(lái)確定。

圖18：PCB銅箔剝離強(qiáng)度測(cè)試

目前行業(yè)內(nèi)通常采用IPC-TM-650 中的測(cè)試方法和IPC-4101中的標(biāo)準(zhǔn)，要求FR-4覆銅板或PCB的銅箔剝離強(qiáng)度如下：

1、銅厚 H/HOZ: 剝離強(qiáng)度≥1.1N/cm，即0.1122kgf/cm，即約≥0.097 lbf/inch
2、銅厚 1/1OZ：剝離強(qiáng)度≥1.4N/cm，即0.1428kgf/cm，即約≥0.124 lbf/inch
3、銅厚 2/2OZ：剝離強(qiáng)度≥1.7N/cm，即0.1734kgf/cm，即約≥0.15 lbf/inch

18、吸水率（Water Absorption）

吸水率：是表示物體在正常大氣壓下吸水程度的物理量，用百分率來(lái)表示。吸水率有質(zhì)量吸水率和體積吸水率兩種表示方法，PCB及板材吸水率使用質(zhì)量吸水率表示。

吸水率計(jì)算公式：W=（B-G）/G×100%

W：吸水率

G：試樣干燥后的重量

B：試樣包含水分以后的重量

按照IPC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，PCB的含水率一般分為以下幾個(gè)等級(jí)：

(1)D-24/23/72(IPC4101/26/27)標(biāo)準(zhǔn)，適用于多層PCB板和剛性板的制作。其中，24小時(shí)水浸泡后，含水率應(yīng)該小于0.10%；23℃/50%相對(duì)濕度下，含水率應(yīng)該小于0.60%；72小時(shí)水浸泡后，含水率應(yīng)該小于1.20%。

(2)D-48/50/50(IPC4101/28/29)標(biāo)準(zhǔn)，適用于高密度互連板的制作。其中，48小時(shí)水浸泡后，含水率應(yīng)該小于0.15%;50℃/93%相對(duì)濕度下，含水率應(yīng)該小于0.95%；50小時(shí)水浸泡后，含水率應(yīng)該小于1.50%：

(3)D-96/93/65(IPC4101/30/31)標(biāo)準(zhǔn)，適用于微型硬質(zhì)板的制作。其中，96小時(shí)水浸泡后，含水率應(yīng)該小于0.25%;93℃/85%相對(duì)濕度下，含水率應(yīng)該小于1.50%：65小時(shí)水浸泡后，含水率應(yīng)該小于2.40%。