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銅箔焊墊與PCB板材間的結合力(bonding-force)

現今的PCB制程已經將CCL(Copper Clad Laminate，銅箔基板)當成標淮材料了，而每家CCL廠也都會在其提供給客戶的產品規格當中明定其CCL銅箔的剝離強度(Peel Strength)，從這些規格中我們可以清楚的發現使用1.0oz銅箔厚度的剝離強度硬是比使用0.5oz來得高，而且不同型號及不同廠家間CCL的剝離強度也有所不同，所以想要增強銅箔與PCB板材的結合力就必須慎選CCL規格。

 

何謂CCL (Copper Clad Laminate)？

隨著技術及工業分工的演進，銅箔基板(Copper Clad Laminate, CCL)已經成為現今印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)制作的標淮原料之一，早期的時候PCB板廠還得自己將銅箔黏貼在絕緣基材上，現在則已經不太需要了。

 

現今的PCB基本上由下列四大材料組成，分別為：

?　銅箔(Copper Foil)

?　補強織物材(Reinforcement)

?　樹脂(Resin)

?　填充材(Fillers)

 

其中銅箔為電源層、接地層與電子訊號傳遞層之用，而CCL則是在一片硬性的絕緣基材表面均勻地被覆上一層銅箔而成，絕緣層及銅箔的厚度一般會根據大部份客份需要而有標淮規格，但也可以客制增減。依據需要，CCL可以有單面銅箔及雙面銅箔兩大分類。

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現代的PCB板廠基本上只要依照客戶制定的Gerber檔選擇需要的CCL，然后在CCL的銅箔上蝕刻出線路(Trace)，并于相鄰CCL中間貼上PP（Prepreg，膠片）隔絕避免不同CCL銅箔層之間不該出現的短路后，再用導通孔(vias)連接層間線路（類似大樓打通樓梯）就可以完成PCB了。

建議延伸閱讀：電路板上為何要有孔洞？何謂PTH/NPTH/vias(導通孔)

 

CCL的分類

CCL(銅箔基板)一般會依據不同的基材材質而有不同的等級與應用，PCB基材材質分別為紙質基板、復合基板及FR4基板三大類，其特性與用途也各有不同。

 

「紙質基板（FR-1、FR-2）」以酚醛(phenolic)樹脂與牛皮紙制成，等級較低，其最大優點為成本低廉，售價便宜，但是結構強度則較差，而且只能制作成單層印刷電路板。紙質基板使用的范圍很廣，但多為線路簡單、技術層級較低的產品，例如遙控器、電視機、收音機、電腦鍵盤…等產品，其內部使用的印刷電路板大多是由紙質基板加工而成。

 

「復合基板（CEM系列）」則使用環氧樹脂(epoxy)為原料，補強織物材質則為玻璃纖維布與牛皮紙或玻璃纖維紙，其強度較紙質基板為佳，因此能承載較高的重量。復合基板因為耐用性與價格位于尷尬區域，所以使用量反而比較少，主要用在電視游樂器及十七吋以上的電腦螢幕。

 

至于「FR-4基板」則是目前銅箔基板中最高等級者，樹脂為環氧樹脂，補強織物則為多層玻璃纖維布(Glass Fiber, GF)密合壓制而成。FR4基板普遍應用在電腦零組件、手機及周邊配備，例如電腦主機板、硬碟機、手機主板等產品使用的印刷電路板都是由FR4基板加工制成。

 

備注： 

FR是【Flame Retardant（阻燃）】的英文縮寫，用以表示該材料符合標淮UL94V-0。FR-4名稱當初由NEMA于1968年所創建。