铜箔基板品质术语之诠释

1、銅箔基板品質術語之詮釋 Part-II主編白蓉生先生1. 抗撕強度度Peel Strenngth(次次重要) 這是CCNS的正確確譯詞，而且且早已行之有有年。其典雅雅貼切足證前前輩功力之高高。可惜某些些銅箔基板業業者們不明就就裡不讀正書書，竟自做聰聰明按日文字字面直接說成成 剝離強強度 ，不不但信雅達欠欠週，且欲待待呈現之原義義也盡失，雖雖不至背道而而馳卻也頗乏乏神似而殊為為遺憾。 此詞是是指銅箔對基基材板的附著著力或固著力力而言，常以以每吋寬度銅銅箔垂直撕起起所需的力量量做為表達單單位。這當然然不僅量測原原板材的到貨貨(As Receiived)情情形，也還要要模擬電路板板製程的高溫溫環境，

2、熱應應力，濕製程程化學槽液等等的各種折磨磨，以及耐溶溶劑的考驗，然然後檢視其銅銅箔附著力是是否發生劣化化。之所以如如此，實乃因因線路愈來愈愈細密時，其其附著力的穩穩定性(Coonsisttency)將益形重要要，而並非原原板材銅箔附附著力平均值值很高就算完完事。 PC-4101/21就FRR-4板材之之此號規格單單中，對該類類基板之抗撕撕強度已劃分分成三項試驗驗及允收規格格，即： A. 厚度177um以上之之低稜線銅箔箔(Low Proffile)，其其測值無論厚厚板(指0.78mm或或31 miil以上)或或薄板(指00.78mmm或31 mmil 以下下)均需超過過70/mm(或3.993

3、8磅/吋吋)之規格。B.標準稜線抓抓地力較強之之銅箔（即IIPC-CFF-150之之Gradee 1）又有有三種情況(試驗方法均均按IPC-TM-6550之2.44.8節之規規定)： (B-1)：熱熱應力試驗後後(288漂錫10秒秒鐘)；薄板板者須超過880/m(或4.477磅/吋)，厚厚板者須超過過105/m(或5.87磅/吋吋)。 (B-2)：於於125高高溫中；薄板板與厚板均須須超過70/m(約44 lb/iin)。 (B-3)：經經濕製程考驗驗後；薄板須須超過55/m(或33.08 llb/in)厚板須超過過80/mm(或4.447 lb/in)。C.其他銅箔者者，其抗撕強強度之允收規

4、規格則須供需需雙方之同意意。D.試驗頻度：按IPC-4101表表5之規定，上上述B-1項項品質出貨時時須逐批試驗驗，B-2項項則三個月驗驗一次，而BB-3項也是是三個月驗一一次。一般業業者經常對抗抗撕強度 隨隨便說說的 8磅 ，係係指早期美軍軍規範(MIIL-P-113949)舊“規格單單4D”中，對對厚度1ozz之標準銅箔箔之 8 llb/in 而言，立論論十分鬆散不不足為訓。2. Voluume Reesistiivity 体積電阻率率(不重要) 係在量量測板材本身身的絕緣品質質如何，是以以“電阻值”為為其量化標準準。例如在各各種DC高電電壓下，測試試兩通孔間板板材的電阻值值，即為絕緣緣品

5、質的一種種量測法。由由於板材試驗驗前的情況各各異，試驗中中周遭環境也也不同，故對對本術語與下下述之 “表表面電阻率” 在數據都會會造成很大的的變化。 例如軍軍規MIL-P-139949要求220mil以以上的FR-4厚板材，執執行本試驗前前須在 500/10RH 與 25/990RH 兩種環境之之間，先進行行往返10次次的變換，然然後才在第110次 255/90RH 之後後進行本試驗驗。至於原在在20mill以上的FRR-4厚板材材，則另要求求在C-966/35/990(ASTTM表示法，即即35，990RH，放放置96小時時)之環境中中先行適況處處理，且另外外還要求在1125的高高溫中，量測

6、測FR-4的的電阻率讀值值。 IPCC-41011在其表5中中對此項基板板品質項目，要要求12個月月才測一次(由此可見本本項並不重要要)。每次取取6個樣片，須須按IPC-TM-6550手冊之22.5.177.1測試法法進行實做，而而及格標準則則另按各單獨獨板材之特定定規格單。至至於最常見FFR-4之厚厚板(指0.78mm或或30.4mmil以上)經吸濕後，其其讀值仍須在在106Meegohm-cm以上，高高溫中試驗之之及格標準亦亦應在1033Megohhm-cm以以上。 其實此此種 体積積電阻率也也就是所謂的的比絕緣(Speccific Insuulatioon)值，係係指板材在三三度空間各邊

7、邊長1cm的的塊狀絕緣體體上，分別自自其兩對面所所測得電阻值值大小之謂也也。因目前基基材板的技術術已非常進步步，此種基本本絕緣品質想想要不及格還還不太容易呢呢，似無必要要詳加追究。 3. Surfface RResisttivityy 表面電阻阻率(不重要要) 係量測測單一板面上上，相鄰100mil兩導導体間之表面面電阻率。不不過當板材的的事先適況處處理與試驗環環境不同時，其其之測值亦有有很大的變化化。本試驗前前各種板材所所應執行的110次適況前前處理，則與與前項体積電電阻率之做法法相同，而1125的高高溫中試驗也也按前項實施施。 IPCC-41011亦將此項目目收納在其表表5中，測試試方法與

8、122個月測試之之頻度，也與與前項完全相相同。早年樹樹脂的生產技技術自然不如如目前遠甚，時時常擔心樹脂脂或玻纖布中中夾雜有離子子性的殘渣，一一旦如此將造造成板材絕緣緣品質的劣化化，是故早年年的老舊規範範中，都加設設了上述兩項項絕緣品質之之電阻率規格。 然而基基材板中若要要12個月才才測一次的品品質項目，又又能對每天大大量出貨的PPCB工業有有何幫助？有有什麼把關的的必要？真是是天曉得! 想必此等可可有可無不關關痛癢的陋規規，將來遲早早會被取消而而成為歷史。 4. Moissture Absorrptionn 吸濕率(又名Watter Abbsorpttion)(次重要) 此項品品質係訂定於於I

9、PC-44101之表表5，須每三三個月取4個個樣板去做試試驗。又按IIPC-41101/211對FR-44基板的規定定，厚度低於於0.78mmm(30.5mil)的薄板要求求吸濕率不可可超過0.880；300.5mill以上的厚板板則須低於00.35。 至於測測試方法，則則應按IPCC-TM-6650手冊之之2.6.22.1方法去去進行。其做做法是裁取22吋X2吋的的樣板，板邊邊四面都要用用400號砂砂紙小心磨平平，再將兩面面銅箔蝕刻掉掉，洗淨後放放置在1055-1100烤箱中烘烘烤1小時，取取出後於乾燥燥皿中冷到室室溫，再精稱稱其重量到00.1mg。之之後的吸水實實驗也很簡單單，即將樣板板浸

10、在231的蒸蒸餾水中244小時。取出出後立即擦乾乾並立即精秤秤即可。 4.1原理詮釋釋： 理論上上純水是不導導電的，若板板材吸水後應應不致造成絕絕緣品質的劣劣化，或出現現漏電的缺失失。當然若所所吸到的是不不純的水，自自然會影響到到板材的絕緣緣品質。但讀讀者們卻不可可忘記，水分分子是一種極性頗強強的化合物，其其相對容電電率(rr.即老式說說法的介質常常數Dk)高高達75，故故板材吸水後後所製作的多多層板傳輸線線，必然會造造成訊號傳播播速率(Vpp)的降低，原原理從Maxxwell Equaation:Vp=C/ r中可得其其詳。(Vpp：訊號之傳傳播速度、CC：光速、r：訊號線線周圍介質之之相對

11、容電率率) 其次是是板材所可能能吸到水份，當當然不可能是是純水，何況況鑽孔鍍孔以以及眾多的溼溼式流程，怎怎麼可能會不不吸入離子性性漏電的物質質？是故有了了水後“玻纖纖絲陽極性漏漏電”之缺失失(CAF；Conduuctivee Anoddic Fiilamennt)就難免免不會發生了了。而且吸了了水的板材遇遇到瞬間高溫溫焊接或噴鍚鍚時，必然會會產生爆板的的惡果，這就就是對基材板板嚴格要求吸吸水率夠低的的三種主要原原因。 目前由由於樹脂配方方技術與膠片片含浸工程的的長足進步，一一般商品板材材之吸水率都都遠於規格值值的數十倍以以下，換句話話說吸水率早早已不是問題題了，除非規規格值再嚴加加降低，或改改

12、用壓力鍋試試驗(PCTT;Presssure Cookeer Tesst)更嚴酷酷的做法，才才會面臨挑戰戰。 5. Diellectriic Breeakdowwn介質崩潰潰(次重要) 係刻意意不斷提高AAC測試之電電壓至50KKV以上，以以觀察厚板材材中相距1吋吋之兩插孔電電極，其崩潰潰打穿的起碼碼電壓值為何何。按IPCC-41011表5的規定定，此項品質質亦係三個月月測一次，每每次取三個樣樣片。至於IIPC-41101/211對FR-44原板之及格格標準，則另另訂定下限為為40KV。 其試驗驗法係按IPPC-TM-650之22.5.6 B法(19986.5)去進行。所所取無銅箔之之樣板其大

13、小小為3吋 XX2吋(厚度度在30.55mil以上上)，沿其板板長方向的中中心線上，鑽鑽出相距1吋吋而直徑各為為188miil的穿孔兩兩個，並分別別插入兩錐狀狀電極(其一一為高電壓極極，其二為接接地極)，然然後連以電纜纜一同浸於絕絕緣油槽中(如Shelll Diaal Ax即即可)。再按按上表以每秒秒調升5000V之方式逐逐漸升高測試試電壓，仔細細觀察所發生生之崩潰的情情形，且記錄錄其三個數據據及求平均值值。但若並未未出現崩潰時時，即以其可可調之最高電電壓值為紀錄錄。 6.Flexuural SStrenggth 抗撓撓強度(又稱稱Flexuural MModuluus 抗撓模模數)(不重重要

14、) 6.1詮釋 聚是指指基材板所在在承受多少重重量之下，而而尚不致折斷斷的機械強度度。也就是說說做成電路板板後，可以承承載多少元件件而不變形的的能力。換言言之就是在測測板材的硬挺挺性（Stiiffnesss orr Riggidityy），口語上上似可說成“抗抗彎強度”或或“抗彎能力力”。板材若若在本項之品品質良好時，其其板彎板翹也也就低了。 此“抗抗撓強度”的的試驗方法，可可按IPC-TM-6550之2.44.4法（11994.112）去做，該該法指出本項項目是針對厚厚板而做，而而厚板與薄板板的分界卻是是0.51mmm（20mmil），與與現行分法（11997.112）的0.78mm（331

15、mil）又又有所不同。按按品質管理的的精神，當然然是“後來居居上”取代前前者，故知此此種基板硬挺挺性品質是針針對31miil以上的厚厚板而言。 6.2做法 實際做做法很簡單，是是將板材自底底面以“兩桿桿”支撐，再再自頂面的中中央以“固定定寬度的重頭頭（Crosssheadd）”用力向向下壓。該壓壓試機“之支支撐跨距（SSpan）與與下壓速度（SSpeed of Testiing）等數數據，以及對對應試驗板在在長寬厚等尺尺度方面的關關係，均按下下表之規定： 上述試試驗機之支撐撐桿上緣與下下壓重頭之下下緣（Nosse），均須須呈現圓弧表表面，樣板外外緣亦須保持持平整，不可可出現缺口撕撕口等。試驗驗

16、要一直用力力壓下直到樣樣板斷裂為止止。所得數據據以“磅”或或“公斤”為為單位，再按按樣板面積換換算成“壓力力強度”的PPSI或Kgg/M2，做做為允收規格格。IPC-4101/21中即已已列入現行的的允收規格長長方向之下限限為4.233X107 kg/m22，橫方向之之下限為3.52X1007kg/mm2。 7.Flexuural Strenngth aat Ellevaltted TTemperraturee 高溫中抗抗撓強度(次次重要) 係為已已搭載零件的的板子，在高高溫焊接中模模擬其抗撓強強度如何的試試驗。實驗可可按IPC-TM-6550之2.44.4.1規規定去做，是是將樣板放在在已有

17、夾具的的特定烤箱內內，去進行壓壓試。該烤箱箱須能控溫在在 3以內內，不同板材材之溫度條件件另有表格規規定。所有做做法與前項常常溫者類同。 此等板板材高溫“硬硬挺性”之品品質好壞，對對表面貼裝（SSMT）各種種零件之焊點點強度甚具影影響力。目前前各種小型手手執電子機器器的流行，連連薄板也要考考慮到本項品品質了。不過過由於樹脂在在Tg方面的的提高，與玻玻纖布的改善善（如Asaahi-Sccwebell專利壓扁分分散的玻纖布布），使得本本項品質也改改善極多。 8. Arc Resisstancee 耐電弧性性(不重要) 是對無無銅箔之清潔潔厚板面上，以以高電壓低電電流（0.11A以下）的的兩個鎢金屬

18、屬平面之電極極測頭，在00.25 的的跨距下，當當開動測試機機時即產生空空中之電弧，不不久即會自動動消失於板材材中。此時板板材即將有電電弧之軌跡（TTrackssing）出出現，於是記記錄下空中電電弧消失前所所經歷的“秒秒數”，即為為“耐電弧”的的數據。 21號號規格單要求求應在60秒秒以上。 9.Thermmal Sttress熱應力(次次重要) 係取22 inX22 in各種種厚度之板材材，有銅箔與與無銅箔者分分別試驗，也也就是在2888的錫池池表面漂浮110秒鐘。洗洗淨之後在正正常視力下（左左右眼各為22.0/2.0）檢查板板面之外觀，或或另用4倍與與10倍放大大鏡觀察板面面，是否出現現

19、炭化（Chharingg）、表面污污染、樹脂損損傷、樹脂變變軟、爆板分分層、起泡、織織紋顯露、瑕瑕疵擴大、白白點、白斑與與坑陷等缺點點。至於有銅銅箔者則只檢檢查是否起泡泡或分層即可可，此項品質質與樹脂之TTg及板材吸吸水率有關。目目視標準可參參考IPC-A-6000F之各種圖圖示。10.Diellectriic Sttrengtth 介質強強度(次重要要) 本詞又又稱為Eleectricc Strrengthh抗電強度，係係量測板材在在Z方向抵抗抗高電壓的能能力。本項品品質之衡量，是是將已發生打打穿（Faiilure）之之直流電壓實實測數據，除除以板厚所得得數據之voolt/miil或voll

20、t/mm為為單位。此項項試驗只針對對薄板（311mil以下下）而做，實實驗須按IPPC-TM-650之22.5.6.2法（19997.8）去去進行。211號規格單要要求，及格標標準之下限為為2.90XX104 VV/mm。 11. Commparattive TTrackiing Inndex 比比較性漏電指指數 此CTTI是針對一一般家電用品品，或其他高高電壓（1110V,2220V）電器器品，所用單單面基材板之之品質項目。因因不屬於電腦腦資訊或通訊訊之領域，故故IPC-44101並未未將之納入，反反倒是國際電電工委員會（IIEC）已收收納於其IEEC-STDD-112之之中（電路板板資訊雜誌曾曾將該份Puublicaation 112