Q_321203WLCT350-2019WL-CT350有机聚合物陶瓷玻布覆铜板 详细规范

泰州市旺灵绝缘材料厂企业标准

Q/321203WLCT350-2019

WL-CT350有机聚合物陶瓷玻布覆铜板

详细规范

2019-08-20发布2019-08-20实施泰州市旺灵绝缘材料厂发布

Q/321203WLCT350-2019

前言

本规范是针对军工、航空及航天应用电路基板要求而制定的，包含产品WL-CT350有机聚合物陶瓷玻布覆铜板全部要求的详细规范。

本规范起草单位：泰州市旺灵绝缘材料厂。

本规范主要起草人：王刚蒋文张浩

WL-CT350有机聚合物陶瓷玻布覆铜板详细规范

1范围

本规范规定了WL-CT350有机聚合物陶瓷玻布覆铜板的详细要求。

2引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用标准，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GJB362B-2009刚性印制板通用规范

GB/T1033.1-2008塑料密度和相对密度试验方法

GB/T2036印制电路术语

GB/T4721印制电路用刚性覆铜箔层压板通用规则

GB/T4722印制电路用刚性覆铜箔层压板试验方法

GB/T5230印制板用铜箔

GB/T7265.1固体电介质微波复合介电常数的测试方法-微扰法

GB/T12636-1990微波介质基片复合介电常数带状线测试方法

SJ/T11283印制板用E玻纤布规范

IPC-4103高频高速基板规范

3要求

3.1总则

WL-CT350有机聚合物陶瓷玻布覆铜板（以下简称陶瓷基板）应符合本规范规定的所有要求。

3.2产品结构

WL-CT350有机聚合物陶瓷玻布覆铜板产品结构如图1所示。

铜箔

介质层

铜箔

图1有机聚合物陶瓷玻布覆铜板（WL-CT350）示意图

3.3外观要求

3.3.1划痕

陶瓷基板表面不应有划痕。

3.3.2皱折

陶瓷基板表面不应有皱折或开裂。

3.3.3凹坑和压痕

陶瓷基板压痕上不应有粘结剂，不应显露层压基板。

3.3.4颜色

由层压造成的铜箔表面变色可以接收。

3.4尺寸

整张板的具体外形尺寸由供需双方商定（最大可外形尺寸可为1220×915mm），其外形尺寸应符合表1的规定。

表1外形尺寸（单位：mm）

基板形状长度宽度介质层厚度

长方体薄板≥610≥4600.102±0.01 0.168±0.015 0.254±0.02 0.508±0.03

0.762±0.04

1.016±0.05 1.524±0.05

3.5介电常数Dk

陶瓷基板在10.0GH Z±0.6GH Z的相对介电常数为3.48±0.05.

3.6损耗因数Df

陶瓷基板在10.0GH Z±0.6GH Z的损耗因数应不大于0.004.

3.7体积电阻率

陶瓷基板的体积电阻率应不小于109MΩ.cm。

3.8表面电阻率

陶瓷基板的表面电阻率应不小于4*108MΩ.cm。

3.9抗剥强度

陶瓷基板热应力后的抗剥强度（1OZ电解铜箔）应大于9N/mm。

3.10吸水率

陶瓷基板的吸水率应不大于0.05％。

3.11介电常数的温度系数

陶瓷基板在温度范围-50℃～150℃内10.0GH Z±0.6GH Z的相对介电常数（Dk）的温度

系数应不大于52ppm/℃。

3.12热膨胀系数CTE

陶瓷基板在温度范围-55℃～288℃的热膨胀系数应符合表2的规定。

表2热膨胀系数（单位：ppm/℃）

X Y Z

11±414±434±8

4质量保证规定

4.1检验分类

本规范规定的检验分类如下：

a)鉴定检验（见4.3）；

b)质量一致性检验（见4.4）。

4.2检验条件

a）温度：20℃～25℃；

b）相对湿度：50-60%RH。

4.3鉴定检验

4.3.1总则

鉴定检验应按表3规定，每种型号产品应进行一次鉴定检验。

4.3.2抽样方案

样本从正常生产的申请鉴定的每种型号规格产品中随机抽取，样本大小为一张。鉴定检验要求的试样数按表3的规定，从样本单位中切去。

表3鉴定检验和质量一致性检验要求

检验项目

要求

章条号

检验方法

章条号

鉴定

检验

质量一致性试样数

（块）

A组B组C组检验频度

外观

划痕 3.3.1

4.5.1●A－－抽查

整张板

皱折 3.3.2●A－－抽查凹坑和压痕 3.3.3●A－－抽查颜色 3.3.4●A－－抽查尺寸

长度/宽度

3.4

4.

5.2●A－－抽查

整张板

介质厚度●A－－抽查

性能

介电常数 3.5 4.5.3●－－C1个月3

损耗因数 3.6●－－C1个月3

体检电阻率 3.7

4.5.4●－－C6个月6

表面电阻率 3.8●－－C6个月6

表3（续）

检验项目

要求

章条号

检验方法

章条号

鉴定

检验

质量一致性试样数

（块）

A组B组C组检验频度

抗剥强度 3.9 4.5.5●－B C3个月4

吸水率 3.10 4.5.6●－－C3个月4

介电常数温度系数 3.11 4.5.3●－－C1个月3热膨胀系数 3.12 4.5.7●－－－－1

4.3.3判定规则

每个样品若有一项不合格，则判为鉴定不合格。

4.4质量一致性检验

4.4.1通则

质量一致性检验按照表3的规定进行。客户要求增加试验时必须在采购订单中说明。

质量一致性检验包括A组、B组及C组检验。A组、B组检验为交货检验，C组检验为周期检验。

4.4.2检验批

一个检验批包括相同（同一批或等效的）材料，采用同样工艺，在基本相同的条件下生产，一次交验的全部覆铜板。

4.4.3A组检验

A组检验项目为表3中检验频度标为“抽查”的检验项目。除非另有规定，A组检验抽样方案按表4的规定。

表4A组检验抽样方案

批量范围样本量合格判定数

﹤5050

51～9070

91～150110

151～280130

281～500160

501～1200190

1201～3200230

3201～10000290

4.4.4不合格

4.4.4.1除合同另有规定外，陶瓷基板的外形尺寸有任何一项不符合表3中的规定时，则该批为初检不合格。

4.4.4.2陶瓷基板的其他测试检验或试验不符合表4的规定时，则该批不合格。

4.4.5复验规则

陶瓷基板的外形尺寸初检不合格的检验批，再将该检验批全部产品返工，而且证明克服了原有缺陷后，允许进行复验。复验采用单项加严抽样检验方案，按双倍样品数量进行外型尺寸项目检验，复验不合格的检验批则判为不合格。

4.5检验方法

4.5.1外观检验

陶瓷基板的凹坑和压痕按GB/T4722中的4.1进行检验。

4.5.2外形尺寸

4.5.2.1按GB/T4722中5.1进行检验。

4.5.2.2陶瓷基板的介质层厚度可采用认可的工业方法完全蚀刻去掉试样上的金属箔，用千分尺在试样的每个边中间测量一个点，每个测量点应距板边缘不小于10mm，在基板中心及中心点四周各取四个点抠剪出长宽不小于20mm的试样，以每个点厚度测量平均值为结果。

●●

≥10mm

图2介质层厚度测量时的测试点位置示意图

4.5.3介电常数和损耗因数

陶瓷基板的介电常数和损耗因数按GB/T12636-1990，GB/T7265.1-1987或供需双方认可的方法进行检验。介电常数、损耗、温度系数按附录A进行检验。

4.5.4体积电阻率和表面电阻率

陶瓷基板的体积电阻率和表面电阻率按GB/T4722中8.3进行检验。

4.5.5抗剥强度

陶瓷基板的抗剥强度按GB/T4722中7.2进行检验。

4.5.6吸水率

陶瓷基板的吸水率按GB/T4722中9.2进行检验。

4.5.7热膨胀系数

陶瓷基板的X/Y轴热膨胀系数按GB/T4722中6.10进行检验，升温速率10℃/min。Z轴热膨胀系数按GB/T4722中6.8热机械分析法进行检验。

4.5.8包装检查

陶瓷基板的包装应用目视检查，并符合第5章的要求。

5交货准备

5.1包装

每个包装箱中产品的型号、规格、等级应相同。包装的方式，应使其在运输和储存过程中能有效地防止腐蚀、劣化及物理损伤。

5.2贮存

陶瓷基板应离地平放，贮存在干燥、清洁、无腐蚀气体的库房里，且与其他材料可开存放。

5.3运输

陶瓷基板在运输过程中，应防止雨淋、高温、机械损伤及日光直射。

5.4标志

在每一内包装和外包装箱应在显著位置清楚标明制造厂名称、产品名称、型号及规格、批号、数量、尺寸等内容。

6说明事项

6.1预定用途

本规范规定的陶瓷基板预定用于微波电路组件。

6.2型号

陶瓷基板型号表示为：

W L-C T350

陶瓷基板相对介电常数为3.48±0.05

陶瓷基板的原材料类别

附录A

（规范性附录）

相对介电常数、损耗、温变测试方法

A.1范围

本方法规定了有机聚合物陶瓷玻布覆铜板的相对介电常数的带状线法测试方法。A.2方法提要

以被测介质基片与良导金属片和薄带可构成典型的带状传输线。一段两端开路的带状传输线具有谐振电路的特性，如图A.1所示。图中给出的带状线谐振电路是由一对被测介质基片，在其正中放置一根厚度为t不大于0.018的良导金属带，在两介质基片外侧各置一接地板而组成。

图A.1带状线谐振示意图

A.3测试装置

测试装置主要包括：网络分析仪、带状线谐振器、温变装置系统、夹具

a网络分析仪：0.5GH Z～20GH Z

A.4测试环境条件

应在下列环境条件下进行测量：

a温度：20～26℃

b湿度：48%～60%RH

A.5试样处理

A.5.1试样双面腐蚀去掉铜箔，裁取测试试样尺寸为（50±0.05）mm×（30±0.05）的基片两块，裁剪完成的每对测试试样在长度方向上的偏差应不大于0.1mm。

A.5.2测试前根据样品属性，选择酒精、丙酮或蒸馏水，采用超声波进行清洗，清洗过程中，液体需要将样品全部浸泡，超声清洗时间不低于45分钟。

A.5.3在高温干燥箱中进行烘干处理，烘干温度为135℃，烘干时间不低于90分钟。达到烘干时间后，放入干燥器皿冷却，冷却后存储时间不能高于45分钟，并在45分钟内完成样品测试。

A.6介电常数，介电常数损耗因素测试程序

A.6.1测试样品前，必须先使用微波特性已知的标准样品对测试系统进行校准，以验证测试系统的稳定性与准确性。

A.6.1.1将矢量网络分析仪和介质谐振器的介电常数测试装置用微波电缆连接好，打开矢量网络分析仪预热半小时。

A.6.1.2打开计算机仪器初始化：点击测试软件，首先点击测试然，然后仪器初始化对仪器进行初始化。

A.6.1.3将安装有被测样品的测试夹具放在俩耦合探针中间位置，旋转测试装置上的转盘，使压力传感器向下移动。移动测试夹具的位置，使压力传感器位于测试夹具的中心。继续旋转测试装置上的转盘，待压力加到指定值后，将峰值调至最高。

A.6.1.4点击软件中校准—测试夹具校准—标准样品校准。将测试样品属性：被测方向长度、厚度，中心导体长度、厚度、表面电阻，介质厚度，点击确定。

A.6.1.5矢量网络分析仪屏幕上显示均匀分布几个谐振峰，峰值最高的谐振峰处有一光标。打开变温初始设置输入光标所在处谐振峰序数，同时输入压力传感器和环境温度值。

A.6.1.6在测试频率范围设置里，分别输入测试的起始频率、终止频率的值，确定，进行测试。

A.6.1.7若在之前的测试中，对测试样品的属性输入有误，则可在测试结束后使用重新计算功能，再次编辑样品属性，点击确定，重新计算。将重新计算后的测试数据与标准样品标称数据进行对比，得出最终结果。

A.6.1.8关闭测试软件、矢量网络分析仪，取出测试样品。

A.6.2样品配置

A.6.2.1将下测试夹块放入到样品安装夹具中，在下测试夹块放上一片金属接地板，使金属接地板的边缘与测试夹块的边缘基本重合。

A.6.2.2在被测样品的纵向中间位置放置金属导带。在放置金属导带的过程中，要避免金属导带扭曲。放置上测试夹块，按上螺钉，切去测试夹具外多余金属导带。

图A.2相对介电常数测量时样品放置图

A.6.2.3测量两个测试端口之间金属导带的长度，在测试样品时作为样品的长度输入。

A.6.3装配好测试样品后，打开测试软件将仪器初始化，输入起始频率、终止频率、矢量网络分析仪功率、测试样品属性、谐振峰值、传感器压力、环境温度等信息。

（备注：如果测试10G频率频率下的介电常数和损耗，则输入10G左右频段进行，如果测试介电常数、损耗随频率的变化测试，则输入要求频段的范围）

A.6.4进入测试程序，进行自动测试。

A.7介电常数，介电常数损耗因素温变测试程序

A.7.1常温测试完后装入温变装置，打开酒精浴，让酒精在设备中循环，以免样品测试处温度太高对电缆，探针所有损坏。

A.7.2酒精循环后将设备温度升至需要测试的温度点。升温前将压力值降为0KG，防止样品在加热或冷却时发生挤压形变；探针应调远加热处。

A.7.3温度升至测试点后，需在测试的温度点稳定10分钟后，方可进行测试。

A.7.4温度稳定后，将耦合调至-50dB左右，方可操作软件进行高温测试。

A.7.5测试低温时，将酒精浴的制冷功能打开，其他操作与高温测试无异.

A.7.6将频率调整至10G左右，其余参数与常规测试一致。

A.7.7按此要求分别测量-55℃～150℃范围内，包含最低温度点和最高温度点在内的至少6个点，记录下测试值。再计算温度变化系数

A.8测试理论和结果计算

带状线谐振器由两块金属接地板、两块厚度相同的被测微波介质以及金属谐振导带构成，其结构示意图见图A.3、图A.4。带状线谐振器的谐振频率和品质因数分别与被测介质材料的介电常数和电损耗角正切相关。

图A.3带状线谐振器正视图

图A.4带状线谐振器横截面图

由两端开路、长度为L 的一段带状线传输线即可构成带状线谐振器，谐振模式为TEM 00n 。带状线开路端存在的边缘场效应常用一接地电容或一段开路微带线?L 来等效，因此，两端开路的带状线谐振器之谐振导带实际长度L 略小于1/2带内波长。谐振条件为

)

2 1(2

2 ，，==?+n n

L L p

λ（2－1）

其谐振频率f n 为

()Dk

L L c

n f ??+??=

2（2－2）

其中，n 为谐振时沿谐振导带分布的驻波半波长数，c 为光速，L 为带状线谐振器的长度，?L 为考虑到金属导带两端口边缘场效应而引入的金属导带的有效增长量，Dk 为被测介质的相对介电常数。

n 值可由相邻两个谐振频率的值来确定，计算公式为

n n n f f f n '

-=

（2－3）

其中的f n '可为第n －1或n ＋1号模式的谐振频率。n 若不为整数，应进行取整处理。代表边缘电容效应的缩短长度?L 也可以通过计算得到，计算公式为：

m L f n L f L n m m n -'-=

?（2－4）

其中，n 为谐振导带长度为L 的带状线谐振器谐振时沿谐振导带分布的驻波半波长个数，f n 为第n 号模式的谐振频率，L 为基片长边方向谐振导带长度；m 是当谐振导带长度为L '的带状线谐振器在频率f m 谐振时，沿金属导带L '驻波分布的半波长个数，f m 为第m 号模式的谐振频率，L '为基片宽边方向谐振导带长度。

求解出n 和?L 之后，根据公式（5）可求得介电常数的值。

()()??

???

?

???????

????? ??--+-?-+?+-+-=1/111/111/1/11/1/2/116.3764222

b t b t n b t b t b t b W b t b Dk Z R a C s C π???

?

??+-=

Dk C b t b W Dk Z f C 00885.0/1/15

.94()2

2?

?

?????+=L L f nc Dk n （2－5）

带状线谐振器的损耗主要由两部分构成，一部分为带状线金属谐振导带和接地板引起的损耗，另一部分为介质材料的电损耗。由此，可得

C

Q Q Df 1

10-

=（2－6）

其中，Q 0为带状线谐振器的无载品质因数，Q C 为带状线谐振器金属损耗的品质因数。Q C 的计算公式如下：

C

n

C ca Dk f Q π=（2－7）

其中，αC 为带状线的衰减常数。当

35.0≥-t

b W

时，（2－8）式中的W 为谐振器的谐振导带宽度，单位为mm ；t 为谐振导带的厚度，单位为mm ；

b 为两块矩形介质试样片的总厚度，单位为mm ；Rs 为金属的微波表面电阻，单位为Ω/mm ；Z C 为带状线的特性阻抗，单位为Ω。

带状线特性阻抗的计算公式为:

（2－9）

C f 为单位长度的横向边缘电容，单位为pF/mm ，计算公式如下：

()??

??????????????

--??? ??---??? ??+--=

1/1111/111/111/1200885.02

b t n b t b t n b t Dk C f π（2-10）

另外，考虑到金属表面的氧化和不光滑，使得损耗增加，所以将Q C 理论值乘以0.85的经验修正系数。

带状线谐振器法进行材料复介电常数的变温测试过程与常温类似，只需要在上下两块

金属接地板上增加加热或冷却装置即可。测量后计算温度范围内的变化系数。

A.9报告

报告应包括下列内容：

a样品名称、标示等信息；

b使用的仪器；

c试验环境（温度、湿度等）；

d试验结果。