印制線路用金屬箔標準的技術要求

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????摘要 本文簡要介紹了國內(nèi)外印制線路用金屬箔標準的發(fā)展及技術要求。
前言 隨著電子裝置向輕、薄、小、多功能化方向發(fā)展,對印制線路用金屬箔不斷提出新的要求，從而不斷推動印制線路用金屬箔的發(fā)展。近年來IPC標準的發(fā)展得到國際社會廣泛使用及認可，在國際享有很高的聲譽。本文簡單介紹國內(nèi)外印制線路用金屬箔標準的發(fā)展及其型號對照，并以最新版本IPC—4562
??《印制線路用金屬箔》為依據(jù)介紹印制線路用金屬箔的技術要求。
1．國內(nèi)外印制線路用金屬箔標準的發(fā)展狀況
????隨著電子技術的發(fā)展，對印制線路用金屬箔不斷提出新的要求，也促進了印制線路用金屬箔的發(fā)展。1992年日本工業(yè)標準頒布了JISC 6512《印制電路板用電解銅箔》和JIS6511《印制電路板用銅箔試驗方法》，1996年頒布了JIS C6513《印制電路板用壓延銅箔》。JIS印制電路用金屬箔標準共涉及6種金屬箔，三種電解銅箔(標準電解銅箔，室溫高延展性電解銅箔，180℃高延伸性電解銅箔)，型號分別為ECF1、ECF2、ECF3。三種壓延銅箔(即冷壓延銅箔，輕冷壓延銅箔，退火壓延銅箔)，型號分別為RCF1、RCF2、RCF3。JISC 6512和JIS C6513對電解箔和壓延箔的主要技術要求包括：光面和粗糙面的外觀、針孔、尺寸 (長度、寬度、質(zhì)量厚度及偏差)，銅純度、質(zhì)量電阻率、銅箔光面的粗糙度、拉伸強度及延伸率。JIS6511《印制電路板用銅箔試驗方法》標準包含了JISC 6512和JIS C6513涉及的試驗方法。
????1995年國際電工委員會頒布了IEC1249—5—1《內(nèi)連結構材料——第五部分 無鍍敷層和有涂鍍層導電箔和導電膜規(guī)范——第一部分：制造覆銅基材用銅箔》，該標準共涉及六種金屬箔品種，三種電解銅箔(即標準電解銅箔，室溫高延展性電解銅箔，高延伸性電解銅箔)，其代號為E1、E2、E3。三種壓延銅箔(即壓延鍛造銅箔，輕冷壓延鍛造銅箔，退火壓延銅箔)，其代號為W1、W2、W3。該標準對印制線路用電解銅箔和壓延銅箔的主要技術要求包括：單位面積質(zhì)量、厚度、純度、電性能(試樣的最小電導和試樣的最大電阻)、拉伸強度、剝離強度、光面和處理面的表面粗糙度、同時對卷狀和片狀銅箔的長度和寬度及偏差提出要求。
????1992年IPC頒布IPC—MF—150《印制線路用金屬箔》標準，該標準共涉及8種金屬箔。1999年對IPC—MF—150《印制線路用金屬箔》標準進行修訂形成IPC-MF—150G《印制線路用金屬箔》，該標準未正式出版。其共涉及10種金屬箔。2000年又制訂了IPC—4562《印制線路用金屬箔》，該標準代替了IPC—MF—150G。IPC—4562共涉及11種金屬箔。該標準不僅涉及金屬箔的產(chǎn)品品種多于IEC標準和JIS標準，而且也較IEC和JIS標準技術要求更多、更嚴格。
我國現(xiàn)行的國家標準GB／T5230-1995共涉及兩種電解銅箔即標準電解銅箔和高延展性電解銅箔。該標準對銅箔的技術要求包括：單位面積質(zhì)量偏差、長度寬度允許偏差、拉伸強度、延伸率、質(zhì)量電阻率、純度、可焊性、針孔和滲透點、銅箔的光面，粗糙面及處理面的表現(xiàn)質(zhì)量。正在修訂的國家標準GB／T5230以IPC4562為依據(jù)，該標準共涉及9種銅箔。國內(nèi)外金屬箔品種及型號對照見表1。
表1
金屬箔品種??標準電解銅箔??高延展性電解銅箔??高溫高延伸性電解銅箔??退火電解銅箔??低溫退火電解銅箔??壓延鍛造銅箔??輕冷壓延鍛造制造??退火鍛造銅箔??壓延鍛造可低溫退火銅箔??標準電解鎳箱??退火電解銅箔
IPC4562型號 2000??STD??HD??THE??ANN??LTA??AR??LCR??ANN??LTA??NI??A
GB/T5230型號??1995??STD??HD?? 2000??E-01??E-02??E-03??E-04??E-05??W-01??W-02??W-03??W-04
JIS C 6512-1992和JIS C 6513-1996型號??ECF1??ECF2??ECF3??RCF1??RCF2??RCF3
IEC1249-5-1型號 1995??E1??E2??E3??R1??R2??R3
2．IPC—4562涉及的金屬箔的品種及型號
????最新IPC4562-2000類標準涉及的金屬箔共11種，其型號及詳細規(guī)范編號如下：
????金屬箔種類??IPC4562金屬箔型號??IPC4562詳細規(guī)范編號
????①標準電解銅箔??STD??IPC4562／1：
????②高延展性電解銅箔??HD??IPC4562／2
????③高溫高延展性電解銅箔??THE??IPC4562／3
????④退火電解銅箔??ANN??IPC4562／4
????⑤壓延鍛造銅箔??AR??IPC4562／5
????⑥輕冷壓延鍛造銅箔??LCR??IPC4562／6
????⑦退火鍛造銅箔 ANN??IPC4562／7
????⑧可低溫退火壓延鍛造銅箔 LTA??IPC4562／8
????⑨電解鎳箔??NI??IPC4562／9
????⑩電解低溫退火銅箔 LTA??IPC4562／10
????(11)電解退火銅箔??A??IPC4562／11
??3．印制線路用金屬箔的質(zhì)量分級
????印制線路用金屬箔按照特性的質(zhì)量保證水平差異分為三級：1級：適用于要求電路功能完整，機械性能和外觀缺陷不重要的應用場合。2極：適用于電路設計、工藝及規(guī)范一致性要求允許局部區(qū)域不一致的應用場合。3級：適用于要求保證等級最高的應用場合。在這三個等級中，3級的質(zhì)量保證水平最高，2級的質(zhì)量保證水平適中，1級的質(zhì)量保證水平最低。
??4 印制線路用金屬箔的技術要求
????IPC4562印制線路對金屬箔的主要技術要求包括：外觀要求(清潔度，針孔和氣隙度，麻點和壓痕，缺口和撕裂，皺折，劃痕，)、尺寸要求(長度，寬度，面積質(zhì)量，厚度及允許偏差，箔輪廓)、物理性能要求(拉伸強度，疲勞延展性，延伸率，剝離強度，載體分離強度，金屬箔表面粗糙度)、工藝要求(可蝕刻性，可焊性，處理完善性，)、加工質(zhì)量、金屬箔純度、質(zhì)量電阻率。以下詳細介紹各項技術要求及所采用的試驗方法。
??4．1 清潔度 用正常視力或校準為1．5／1．5的視力檢查，金屬箔不應有污物、腐蝕物、鹽類、油脂、指印、外來物、其它影響箔使用壽命、加工性能及外觀的缺陷。
??4．2 針孔和氣隙度 按IPC—TM—650 2．1．2試驗，對于17μm金屬箔，每300mm×300mm區(qū)域，染色浸透點不應超過5個；對于大于17μm金屬箔，每300mm×300mm區(qū)域，染色浸透點不應超過3個；對于小于17m的金屬箔，針孔和氣隙度的數(shù)目由供需雙方商定。
??4．3 缺口和撕裂 用正常視力或校準為1．5／1．5的視力檢查時，金屬箔不應有缺口和撕裂。
4．4 劃痕 劃痕深度不應超過金屬箔標稱厚度的20％；劃痕深度為金屬箔標稱厚度的5％20％時，每300mm×300mm區(qū)域，劃痕數(shù)不應超過3條；深度小于金屬箔標稱厚度的5％的劃痕可以忽略不計．
??4．5麻點和壓痕 按IPC—TM—650 2．1．5試驗，金屬箔不應有直徑超過1．0mm的壓痕及麻點；每300mm×300mm區(qū)域，直徑小于1．0mm的壓痕及麻點不應超過2個；對直徑小于標稱厚度5％的壓痕和麻點可以忽略不計。
??4．6片狀箔的長度和寬度 長度和寬度由供需雙方商定，其偏差為±3．20mm或由供需雙方商定。
4．7卷狀箔的寬度 金屬箔的寬度由供需雙方商定，其偏差為±1．60mm或由供需雙方商定。
4．8厚度 包括任何處理在內(nèi)金屬箔的總厚度，按IPC—TM—6502．2．12．1試驗時，應符合表1規(guī)定。
4．8．1 電解銅箔的最小厚度不應超過表2規(guī)定標稱厚度的90％，最大厚度不應超過最大箔輪廓加表2標稱厚度的110％；對于標準輪廓箔，沒有最大厚度要求。
4．8．2 壓延銅箔 壓延箔的最小厚度不應小于表2中標稱值的95%，最大厚度不應超過最大箔輪廓加 表1中標稱厚度的110％。對于標準輪廓箔，沒有規(guī)定最大厚度要求。
4．8．3 其它金屬箔 當按IPC—TM—650 2．2．12．1試驗時，包括任何處理在內(nèi)箔的總厚度應符合相應箔代號的規(guī)定值。對電解箔和壓延箔的厚度公差分別為±10％和±5％。
表2
箔代號??E??Q??T??H??M??1??2??3??4??5??6??7??10??14
單位面積質(zhì)量g/m2??45.1??75.9??106.8??152.5??228.8??305.0??610.0??915.0??1220.0??1525.0??1830.0??2135.0??3050.0??4270.0
標準厚度μm??5.1??8.5??12.0??17.1??25.7??34.3??68.6??102.9??137.2??171.5??205.7??240.0??342.9??480.1
??4．9單位面積質(zhì)量
4．9．1 銅箔 除非另有規(guī)定，包括任何處理在內(nèi)，銅箔的單位面積質(zhì)量應符合表2。電解箔和壓延箔的單位面積質(zhì)量偏差分別應符合表2規(guī)定標稱值的±10％和±5％。
4．9．2 其它金屬箔 當用戶規(guī)定時，單位面積質(zhì)量按IPC—TM—650 2．2．12測定。
4．10 箔輪廓 金屬箔的輪廓應按IPC—TM—650 2．2.17方法，用Rz(DIN或RTM參數(shù)測定，低輪廓箔和甚低輪廓箔的輪廓參數(shù)最大值分別應為10．2μm和5．1μm。
??4．11 金屬箔表面粗糙度 金屬箔表面粗糙度要求適用于未經(jīng)處理的電解箔的雙面及未經(jīng)處理的壓延箔。按IPC—TM—650 2．2．17測定，金屬箔的表面粗糙度算術平均值應不大于0．43m。
4．12 可蝕刻性 按IPC—TM—650 2．3.6，2.3．7，2．3．7．1蝕刻，表面處理的金屬箔包括箔能用正常的蝕刻工藝除去。在一卷內(nèi)，處理基本均勻。
4．13可化學清洗性 按IPC—TM—650 2．3．1．1評定，金屬箔應顯示外觀均勻。
4．14可焊性 銅箔按IPC—TM—650 2．4．12試驗，不應有焊劑不潤濕跡象。此要求不適用于帶載體箔。
4．15 處理完善性 按IPC—TM—650 2．4．1．5試驗，處理完善性的實際要求應按訂貨文件規(guī)定或由供需雙方商定。
4．16 加工質(zhì)量 金屬箔加工工藝方法應使其質(zhì)量保持一致，不應有不軌則瘤狀物、皺折、污物、油蝕、腐蝕物、鹽類、油脂、指印、外來物及其它影響金屬箔壽命、使用性或金屬箔外觀的缺陷。
??4．17 銅箔的純度 按IPC-TM—650 2．3．15試驗，未經(jīng)處理的銅箔應符合以下最低純度要求(銀含量按銅計)：
????壓延箔 99．9％
????電解箔 99．8％
??4．18 質(zhì)量電阻率 按IPC—TM—650 2．5．14試驗，未經(jīng)處理的銅箔在20℃時的最大質(zhì)量電阻率應符合表4規(guī)定。在20℃時壓延箔的最大質(zhì)量電阻率應符合表5規(guī)定，鎳箔的性能在發(fā)展中。
表4 電解銅箔的質(zhì)量質(zhì)量電阻率（所有型號）
質(zhì)量代號??E??Q??T??H??M??305g/m2或以上
最大質(zhì)量電阻率 Ω·g/m2??0.181??0.171??0.170??0.166??0.164??0.162
表5 壓延銅箔的質(zhì)量電阻率（所有質(zhì)量）
ANN型??AR型和LTA型??LCR型
最大質(zhì)量電阻率 Ω·g/m2??0.155??0.160??0.155-0.160（按回火）
4．19 拉伸強度 延伸率 疲勞延展性??分別按IPC—TM—650 2．4.18和2．4．2．1測定，指標應符合表6規(guī)定．
4．20 剝離強度 金屬箔的剝離強度按IPC—TM—650 2．4．8進行試驗，剝離強度指標由供需雙方商定。
表6
箔名稱與型號??標準電解銅箔STD??高延伸性電解銅箔HD??高溫高延伸性??電解銅箔THE??退火電解銅箔ANN??壓延鍛造銅箔AR??輕冷壓延鍛造銅箔LCR??退火鍛造銅箔ANN??標準電解鎳箔NI??壓延鍛造可低溫退火箔LTA??可低溫退火電解箔LTA??電解退火銅箔A
標稱厚度mm??0.017??0.034??0.068??0.017??0.034??0.068??0.017??0.034??0.068??0.017??0.034??0.068??0.017??0.034??0.068??0.017??0.034??0.068??0.017??0.034??0.068??0.017??0.034??0.068??0.017??0.034??0.034??0.017??0.034??0.034?? 0.017??0.034??0.068
拉伸強度2 N/mm??23℃??207??276??276??103??207??207??207??276??276??103??138??172??345??345??345??177-345??177-345??103??138??172??550??480??103??138??138??103??138??138??276??276??276
180℃??103??138??138??97??152??138??276??97??152??138??138??138
延伸率2 %??23℃??2??3??3??5??10??15??2??3??3??5??10??20??0.5??0.5??1.0??10-0.5??20-1??5??10??20??4??7??5??10??10??5??10??10??5??10??10
180℃??2??2??3??6??11??2??2??6??11??15??20??20
疲勞展延性2 %??23℃????65??65??65??30??30??30??65-30??65-30??65??65??65??25??25??25??25??25??25????180℃
5 討論
????隨著電子技術的發(fā)展，印制線路用金屬箔向多品種、多功能、高性能化發(fā)展已成為必然趨勢。從金屬箔品種來看，國外已從只有銅箔一種品種向包括銅箔、鎳箔、鋁箔及各種合金箔的多種金屬箔品種發(fā)展。從金屬箔功能來看，國外已開發(fā)滿足以下多種使用功能的金屬箔。
????a 滿足撓性印制電路用耐彎折性箔(如IPC4562／7退火壓延銅箔，ANN，IPC4562／4退火電解銅箔ANN)，這兩種金屬箔其厚度為H，1，2時，疲勞延展性為65％。
????b 滿足高可靠性電路用室溫高延伸率銅箔(如IPC4562／2高延展性電解銅箔，HD，IPC4562／10可低溫退火電解銅箔，LTA，IPC4562／8可低溫退火壓延銅箔，LTA)。以上銅箔其厚度為H時，延伸率為5％，厚度為1，2時，延伸率為10％。
????c．滿足高可靠性電路用高溫高延伸率銅箔(IPC4562／11退火電解銅箔，A，)，在180℃下厚度為H，1，2時，延伸率分別為15%，20％，20％。
????d．滿足特種電路使用的金屬箔(如IPC4562／9電解鎳箔，NI)
愿國外印制線路用金屬箔標準的發(fā)展，對我國印制電路用銅箔及其他金屬箔品種的發(fā)展和提高起到積極作用。
參考資料
1） IPC-4562《印制線路用金屬箔》（2000）