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技術_CCL材料

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技術_CCL材料

定義

CCL（Copper Clad Laminate，銅箔基板）是 PCB 的核心基礎材料，由三層主要材料組成：Resin 樹脂（絕緣黏著劑）、Glass Cloth 玻纖布（骨架補強）、Copper Foil 銅箔（導電層）。CCL 的材料特性決定了 PCB 的電氣傳輸性能、機械強度與耐熱性。

圖解

flowchart TD
    A[Copper Foil 銅箔\n訊號傳輸導體] --> D[CCL 銅箔基板]
    B[Glass Cloth 玻纖布\n物理強度骨架] --> D
    C[Resin 樹脂\n絕緣黏著接著劑] --> D
    D --> E[PCB 印刷電路板]
    
    subgraph 加工階段
        F[A Stage: Varnish\n液態樹脂未固化] --> G[B Stage: Prepreg/PP\n浸漬玻纖布、半固化]
        G --> H[C Stage: Laminate\n壓合成型、完全固化]
    end

三大材料分工

Resin 樹脂

樹脂扮演將所有物質黏合的接著劑角色，核心參數：

  • Dk（介電常數）：越低訊號傳輸速度越快
  • Df（介電損耗）：越低訊號衰減越小（關鍵指標）
  • Tg（玻璃轉化溫度）：耐熱性指標
樹脂演進損耗等級應用場景
Epoxy / PhenolStandard loss低階板材
Ester / BMIMid loss一般工業板
Modified PPE（NORYL）/ PPOUltra low lossAI Server 高階板
Hydrocarbon 碳氫樹脂<0.005 Df衛星通訊射頻
PTFE（鐵氟龍）~0.001 DfRadio frequency 等級

材料瓶頸

PTFE 對壓合不友善；目前研究方向：樹脂與 Q 布結合可能突破 Df < 0.001 下限。

Glass Cloth 玻纖布

玻纖布撐起結構骨架，織法對高頻訊號完整性有決定性影響：

  • Skew 現象：樹脂與玻璃介電常數不同，高頻訊號在兩者交界處產生微小時間差（時序偏移）
織法演進特性
平織布早期標準，Skew 問題明顯
開纖布紗線展開，減少 Skew
扁平布紗線壓扁緊密排列，高階主流，Skew 最小
玻纖材質演進應用場景
E-Glass傳統，傳輸速率 ≤56 Gbps
Low Dk Glass224 Gbps 應用
Advanced Low Dk Glass超高速訊號
Q 布（石英玻纖）超低 Dk/Df，高頻射頻應用

關鍵趨勢

224 Gbps 時代，玻纖布是 CCL 升級最核心的瓶頸，Q 布與各類 Low Dk Glass 是主要研究方向。

Copper Foil 銅箔

銅箔為高速訊號傳輸的高速公路，高頻下「集膚效應（Skin Effect）」使電流集中在銅箔表面——表面粗糙度直接決定高頻損耗。

規格演進Rz 粗糙度應用
RTF（反轉銅箔）~5.0 μm傳統板材
RTF2 / RTF33–5 μm中階
VLP（Very Low Profile）≤2.0 μm高速板
HVLP（Hyper VLP）<1.5 μm高階 AI Server
HVLP5<0.5 μm最先進，224 Gbps 應用

PCB 材料加工階段：A/B/C Stage

階段狀態說明
A Stage（Varnish）液態樹脂未固化，含固化劑與溶劑
B Stage（Prepreg/PP）半固化樹脂浸入玻纖布後烘烤，常溫固態但加熱可再流動；多層板壓合黏著靠此
C Stage（Laminate）完全固化壓合成型後完全硬化，形成具備硬度與絕緣特性的基板

關鍵參數

參數意義升級方向
Dk（介電常數）訊號傳播速度越低越好
Df（介電損耗）訊號衰減越低越好（主要瓶頸在玻纖布）
Tg（玻璃轉化溫度）耐熱性越高越好
CTE（熱膨脹係數）熱應力匹配越低越好
Rz（銅箔粗糙度）高頻表面損耗越小越好

技術瓶頸 / 風險

  • 玻纖布：Dk 仍偏高，是 CCL 升級最核心瓶頸（Df 已大幅改善，Dk 尚待突破）
  • 銅箔：集膚效應下，HVLP5 表面粗糙度要求接近物理極限
  • PTFE 壓合：鐵氟龍特性對壓合工藝不友善，良率挑戰大
  • 材料搭配：樹脂 + Q 布組合的介面相容性需驗證

相關技術

  • 技術_SiPh（CPO 光收發模組需要高速低損耗 PCB）

供應鏈

Note

目前無對應供應鏈頁。CCL 核心廠商：台灣聯茂、生益科技（中），銅箔廠如台灣長春、南亞（台灣），玻纖布廠如建滔（中國/香港）。

來源

關係圖譜

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