一、PCB板PP的基本定义与核心功能
PCB板PP(Prepreg)是预浸渍树脂的半固化片材料,在多层电路板制造中承担层间粘接与绝缘的关键作用。这种由玻璃纤维布浸渍环氧树脂构成的复合材料,通过热压工艺实现各导电层间的物理连接。作为电子设备信号传输的介质层,PP材料的介电常数(Dk值)直接影响高频信号传输质量。当前主流产品厚度范围在0.05-0.2mm之间,可满足不同叠层结构的工艺需求。
二、PP材料的化学构成与物理特性
标准PP材料由三大要素构成:增强材料(玻璃纤维布)、树脂体系(通常为改性环氧树脂)及固化剂。玻璃纤维布型号从106到7628形成不同经纬密度,对应不同的机械强度与介电特性。树脂配方中的Dicy固化剂含量直接影响材料的储存期与热分解温度。值得注意的是,PP的流变特性(Rheology)对层压工艺参数设置具有决定性作用,其黏度变化曲线直接关系到层间填充效果。
三、PP在层压工艺中的关键作用机制
在多层PCB制造过程中,PP材料经历三个阶段变化:预热阶段的黏度下降实现层间填充,固化阶段的交联反应形成稳定结构,冷却阶段的应力释放保证尺寸稳定性。当压合温度达到树脂的玻璃化转变温度(Tg值)时,材料由玻璃态转为高弹态,此时施加的压力确保各层电路精准对位。如何平衡热膨胀系数(CTE)差异?这需要根据芯板材料特性选择匹配的PP类型。
四、PP与Core材料的本质区别解析
与完全固化的Core材料不同,PP保持B-stage(半固化)状态便于层压加工。两者的主要差异体现在:固化程度(PP为50-70%)、铜箔结合方式(PP需热压结合)、尺寸稳定性(Core更高)。在6层以上高阶板设计中,工程师通常采用对称叠层结构,通过交替使用不同型号的PP和Core材料来平衡板翘问题。值得注意的是,高密度互连(HDI)板需要超薄PP材料来实现微孔互连。
五、常见PP型号的技术参数对比
市场主流的PP型号包括:FR-4标准型(Dk4.5)、中损耗型(Dk3.8)、低损耗型(Dk3.5)。以台耀科技的TUC-872SLX为例,其Df值(损耗因子)低至0.002@10GHz,专用于5G毫米波电路。选择PP材料时需重点考虑:介电常数匹配性、热膨胀系数协调性、树脂流动度控制性。对于汽车电子应用,必须选用高Tg(>170℃)且通过AEC-Q200认证的特殊PP材料。
六、PP材料常见缺陷与解决方案
实际生产中常遇到的PP相关问题包括:树脂流动不均导致的空洞(Void)、玻璃布偏移引发的层间错位、固化不足引起的分层(Delamination)。通过优化层压参数(升温速率控制在2-3℃/min,压力梯度加载),配合真空压机使用,可有效改善填充缺陷。针对高频应用中的信号完整性问题,建议采用低粗糙度铜箔与超低损耗PP的配套方案。
作为PCB制造的核心基础材料,PCB板PP的性能选择直接影响最终产品的可靠性与信号传输质量。工程师需要根据具体应用场景,综合考虑介电特性、机械强度、热稳定性等参数,建立完整的材料选型数据库。随着5G和车载电子技术的快速发展,新型PP材料的研发将继续推动电子制造技术的革新。