何謂PCB開纖扁纖布?有何優缺點

何謂PCB開纖扁纖布?有何優點

在解釋什麼是PCB的「開纖布」或「扁纖布」及其優缺點以前,我們要先說明一下現在主流電路板(PCB)的組成結構是由CCL及PP層層疊加起來的。可以把PCB想像成是一棟好幾層的大樓,而CCL(copper clad laminate,銅箔基板)可以先被視為是個別樓層的活動空間,也就是傳遞電子訊號用的銅箔層,而PP(Prepreg,膠片)則可以被視為是樓層間的樓板,用來隔絕不同樓層的活動空間,也就絕緣層,阻絕不同銅箔層短路用的,樓層間的通道是樓梯,在PCB中則使用導通孔(via)。

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而不論是CCL及PP都會使用到所謂的玻璃纖維(glass fiber)來織成玻璃纖維布,真的就是你所熟悉的玻璃,只是它使用的是熔融玻璃拉製而成的細絲,因為玻璃具有耐高溫(PCB需經過回焊250˚C左右的高溫)、耐酸鹼腐蝕、絕緣性高、抗拉強度高等優點,但同時也具有質脆、易折斷的特性,做成纖維後則可以承受更大的應力,所以被大量運用在PCB的材料當中。然後在玻纖布上面添加樹脂及其他填充料來抹平其縫隙使其不再凹凸,如果是CCL則在其表面再黏貼銅箔。

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既然是織布就會有所謂的經紗(Warp)及緯紗(Fill),兩相交疊編織,可以觀察竹編的編織,或參考文章最上面的圖片,而經緯紗一般都是由多條玻璃纖維捻成的束紗,而且大多呈圓形,玻纖布雖然會再使用其他的填充材料來填滿經緯紗間的縫隙,但是束紗如果越粗,通常也意味著經緯紗交叉處填不到位的縫隙死角越大,或是出現包風氣穴,水氣就會進入並存在於這些氣穴縫隙當中。

而所謂的「開纖」或「扁纖」布,就是將圓形的玻璃纖維束搓開或壓扁,說明白了就是讓玻璃纖維束紗變扁平的一種加工方式,其實除了變扁平外,還會縮小束紗的直徑,這樣就能將玻纖布織得更緊密更不易藏水。

PCB使用開纖布的優點有:

PCB使用開纖布的缺點有:

隨著行動裝置及穿戴式電子產品的輕、薄、短、小化,PCB的孔間距、層間距越來越小,就連線路(trace)也越來越密,這時若PCB基版的選材不好,便容易導致板材吸水,而水則是造成CAF(陽極玻纖紗束漏電)不可或缺的要素,CAF的危害除了會漏電外,還會造成電子產品功能不穩,甚至當機等問題。

所以,選用開纖或扁纖的玻纖布來製作PCB,就是為了避免PCB發生CAF的解決方案之一。如果要更大地避免CAF發生,基本上不建議使用7628及2116以上這類比較厚玻纖布,而要選用1080以下等較薄的玻纖布,原則上編號越小的玻纖布的單位面積所包含的經緯線(Warp × Fill)就越多,厚度也越薄。


延伸閱讀:
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電路板內層微短路現象(CAF,Conductive Anodic Filament)

 
 
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