烦请LED前辈，介绍下PCB基材FR-1 FR-4 CEM-3的区别，那种更好？
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解决时间 2021-01-16 22:43
- 提问者网友：低吟詩仙的傷
- 2021-01-16 14:32
烦请LED前辈，介绍下PCB基材FR-1 FR-4 CEM-3的区别，那种更好？
最佳答案
- 二级知识专家网友：洒脱疯子
- 2021-01-16 14:51
1、CEM-3覆铜板概述
CEM-3（Composite Epoxy Material Grade-3）是一种性能水平、价格介于CEM-1和FR-4之间的复合型覆铜箔层压板，它以环氧树脂玻纤布基粘结片为面料、环氧树脂玻纤纸基粘结片芯料，单面或双面覆盖铜箔后热压而成。
CEM-3由美国层压板制造厂家在20世纪70年代率先开发出来，1979年美国NEMA对CEM-3进行标准化，紧接着IPC也制定了相应的标准。作为一种综合性能优良、价格适宜的复合型覆铜板,CEM-3极大地满足了电子产品的低成本、高品质和高可靠性要求，发展前景广阔。
二、CEM-3覆铜板产品结构与特点
1 产品结构
CEM-3的结构见图8-6,它由铜箔、面料、芯料三部分组成。
2 产品特点
具有复合结构的CEM-3，既有纸基覆铜板的机械加工性，也具有FR-4的电性能、耐热性和可靠性，是一种综合性能优良的覆铜板，它的主要特点如下。
（6）基本特性与FR-4相当，优于纸基覆铜板、CEM-1机械强度则介于这二者之间。
从IPC-4101标准可知,CEM-3与FR-4的电性能指标相同，非电性能与FR-4的非电性能差不多。由于芯料采用非编织的玻纤纸为增强材料，CEM-3的机械强度介于FR-4和纸基覆铜板、CEM-1之间，它的弯曲强度要比全玻纤布结构的FR-4略低，高于全纤维素纸结构的纸基覆铜板及芯层采用纤维素纸为增强材料的CEM-1，并且，CEM-3的厚度愈薄，其弯曲强度愈接近FR-4水平，这是因为板材中玻纤布对玻纤纸的比例增大。实际上，除非印制线路板要安装承载很重的元器件，否则弯曲强度为10000~60000PSI（276~414MPa）应该足够，CEM-3的弯曲强度实测值基本上都在280MPa以上。
（2）具有优秀的机械加工性，主要表现在如下几点。
1 开料时，板材边缘平整，没有毛刺。
2 可以冲孔加工。CEM-3在冲孔前不用进行预热处理，在室温条件下即可冲出优质的孔，而FR-4的冲孔加工性非常差，纸基板冲孔则需要预热处理。表8-9比较三种覆铜板的冲孔加工试验数据，从表中可见，CEM-3的动态剪断应力略高于酚醛纸基覆铜板，而比FR-4低10%~15%。
3 钻孔加工时，对钻头磨损小，孔壁光滑。试验表明，钻CEM-3的钻头刀刃寿命比钻FR-4的长2~5倍，约是钻酚醛纸基覆铜板的1/2~1/4,这是因为CEM-3的整体玻璃纤维含量比FR-4的小得多，例如同是厚度1.6mm的板材，FR-4的玻璃纤维含量约56%而CEM-3的玻璃纤维含量约22%，玻璃纤维的主要成分是铝硼硅酸盐，硬度较大，易磨损钻头刀刃。图8-3-2比较三种不同覆铜板在钻了1万个孔后对钻头的磨损率，试验条件是：板厚1.6mm,叠层3块，孔径φ50.9mm,进刀速度55μm/r、钻头转速55000r/min。
4 用于PCB冲外形加工时，可以冲出整齐、复杂的外形，对冲模的磨损小，不用去毛刺。
5 用于V槽加工时，板材断口处平整，没有毛刺。
（3）可以按FR-4的PCB加工条件进行加工，无需作出特别的改变。
（4）可进行孔金属化，通孔可靠性与FR-4的基本相同。
（5）表面平整度比FR-4好，布纹很浅，更适合于表面贴装技术（SMT）。
（6）质量比FR-4略轻。从上述可知，CEM-3比FR-4的玻璃纤维含量低得多，玻璃纤
维的密度是2.56g/cm3，大于环氧树脂的密度1.36g/cm3；玻纤布的密度为1.0~1.1g/cm3也大于玻纤纸的密度0.1~0.5g/cm3。
（7）价格适宜。CEM-3的售价比FR-4低约18%左右，并且，这还不包括CEM-3对剪刀、钻头、铣刀、冲模等机械加工工具磨损小而节约下来的费用，机械加工工具磨损小也意味着其更换周期延长，生产效率提高。
2.FR-4环氧玻璃布层压板，根据使用的用途不同，行业一般称为：FR-4 Epoxy Glass Cloth,绝缘板，环氧板，环氧树脂板，溴化环氧树脂板，FR-4，玻璃纤维板，玻纤板，FR-4补强板，FPC补强板，柔性线路板补强板，FR-4环氧树脂板，阻燃绝缘板，FR-4积层板，环氧板，FR-4光板，FR-4玻纤板，环氧玻璃布板，环氧玻璃布层压板，线路板钻孔垫板。主要技术特点及应用：电绝缘性能稳定，平整度好，表面光滑，无凹坑，厚度公差标准，适合应用于高性能电子绝缘要求的产品，如FPC补强板，PCB钻孔垫板，玻纤介子，电位器碳膜印刷玻璃纤维板，精密游星齿轮(晶片研磨)，精密测试板材，电气（电器）设备绝缘撑条隔板，绝缘垫板，变压器绝缘板，电机绝缘件，研磨齿轮，电子开关绝缘板等。
编辑本段什么是FR-4？
NEMA 美国电气制造商协会规定的一种材料标准，与之相对应的IEC国际电工委的标准为EPGC202，国内无与之完全对应的标准。
最接近的国内标准为3240环氧层压玻璃布板，3240对应的IEC国际电工委的标准为EPGC201，而EPGC201和EPGC202之间只有阻燃性能的差别。所以可以简单的认为FR-4是3240的增强阻燃性能的改进型产品。
编辑本段颜色、材料分类介绍
FR-4环氧玻璃布层压板表面颜色有：
黄色FR-4、白色FR-4、黑色FR-4、篮色FR-4等.
FR-4是PCB使用的基板，是板料的一种类别。板料按增强材料不同，主要分类为以下四种：
1）FR-4：玻璃布基板
2）FR-1、FR-2等：纸基板
3）CEM系列：复合基板
4）特殊材料基板（陶瓷、金属基等）FR-4由专用电子布浸以环氧酚醛树脂等材料经高温高压热压而成的板状层压制品。
特点：具有较高的机 械性能和介电性能，较好的耐热性和耐潮性 并有良好的机械加工性。
用途: 电机、电器设备中作绝缘结构零部件，包括各式样之开关FPC补强 电器绝缘`碳膜印刷电路板`电脑钻孔用垫`模具治具等（PCB测试架） 并可在潮湿环境条件和变压器油中使用。
编辑本段FR-4应用
FR-4环氧玻璃纤维板（环氧板），主要材料为进口半固化片，颜色有白色，黄色，绿色,常温150℃
下仍有较高的机械强度，干态、湿态下电气性能好，阻燃，用于电气、电子等行业绝缘结构零部件,采用进口原料、国产压机及标准工艺精心制造；主要的规格有1000*2000
mm 1020mm*1220mm ，因为有原材料的优势，保证了质优价廉、及时交货，在国内外拥有稳固的客户群，并享有很高的声誉。
FR-4覆铜板
FR-4黄料白料，FR-4环氧玻璃布层压板，根据使用的用途不同，行业一般称为：FR-4 Epoxy Glass Cloth,绝缘板，环氧板，环氧树脂板，溴化环氧树脂板，FR-4，玻璃纤维板，玻纤板，FR-4补强板，FPC补强板，柔性线路板补强板，FR-4环氧树脂板，阻燃绝缘板，FR-4积层板，环氧板，FR-4光板，FR4玻纤板，环氧玻璃布板，环氧玻璃布层压板，线路板钻孔垫板。主要技术技术特点及应用：电绝缘性能稳定，平整度好，表面光滑，无凹坑，厚度公差标准，适合应用于高性能电子绝缘要求的产品，如FPC补强板，PCB钻孔垫板，玻纤介子，电位器碳膜印刷玻璃纤维板，精密游星齿轮(晶片研磨)，精密测试板材，电气（电器）设备绝缘撑条隔板，绝缘垫板，变压器绝缘板，电机绝缘件，研磨齿轮，电子开关绝缘板等。
编辑本段FR-4的性能特点
FR-4环氧玻纤布基板，是以环氧树脂作粘合剂，以电子级玻璃纤维布作增强材料的一类基板。它的粘结片和内芯薄型覆铜板，是制作多层印制电路板的重要基材。
环氧玻纤布基板的机械性能、尺寸稳定性、抗冲击性、耐湿性能比纸基板高。它的电气性能优良，工作温度较高，本身性能受环境影响小。在加工工艺上，要比其他树脂的玻纤布基板具有很大的优越性。这类产品主要用于双面PCB ，用量很大。环氧玻纤布基板，应用最广泛的产品型号为FR-4 ，近年来由于电子产品安装技术和PCB 技术发展需要，又出现高Tg 的FR-4 产品。3.FR-1是有纸和树脂构成，FR-4是有玻璃纤维和树脂构成。FR-1主要分94V0和94HB等，94V0具有绝燃性，也就是通俗的说不能燃烧，而94HB是有可燃性的，就是可以燃烧D的。
CEM-3（Composite Epoxy Material Grade-3）是一种性能水平、价格介于CEM-1和FR-4之间的复合型覆铜箔层压板，它以环氧树脂玻纤布基粘结片为面料、环氧树脂玻纤纸基粘结片芯料，单面或双面覆盖铜箔后热压而成。
CEM-3由美国层压板制造厂家在20世纪70年代率先开发出来，1979年美国NEMA对CEM-3进行标准化，紧接着IPC也制定了相应的标准。作为一种综合性能优良、价格适宜的复合型覆铜板,CEM-3极大地满足了电子产品的低成本、高品质和高可靠性要求，发展前景广阔。
二、CEM-3覆铜板产品结构与特点
1 产品结构
CEM-3的结构见图8-6,它由铜箔、面料、芯料三部分组成。
2 产品特点
具有复合结构的CEM-3，既有纸基覆铜板的机械加工性，也具有FR-4的电性能、耐热性和可靠性，是一种综合性能优良的覆铜板，它的主要特点如下。
（6）基本特性与FR-4相当，优于纸基覆铜板、CEM-1机械强度则介于这二者之间。
从IPC-4101标准可知,CEM-3与FR-4的电性能指标相同，非电性能与FR-4的非电性能差不多。由于芯料采用非编织的玻纤纸为增强材料，CEM-3的机械强度介于FR-4和纸基覆铜板、CEM-1之间，它的弯曲强度要比全玻纤布结构的FR-4略低，高于全纤维素纸结构的纸基覆铜板及芯层采用纤维素纸为增强材料的CEM-1，并且，CEM-3的厚度愈薄，其弯曲强度愈接近FR-4水平，这是因为板材中玻纤布对玻纤纸的比例增大。实际上，除非印制线路板要安装承载很重的元器件，否则弯曲强度为10000~60000PSI（276~414MPa）应该足够，CEM-3的弯曲强度实测值基本上都在280MPa以上。
（2）具有优秀的机械加工性，主要表现在如下几点。
1 开料时，板材边缘平整，没有毛刺。
2 可以冲孔加工。CEM-3在冲孔前不用进行预热处理，在室温条件下即可冲出优质的孔，而FR-4的冲孔加工性非常差，纸基板冲孔则需要预热处理。表8-9比较三种覆铜板的冲孔加工试验数据，从表中可见，CEM-3的动态剪断应力略高于酚醛纸基覆铜板，而比FR-4低10%~15%。
3 钻孔加工时，对钻头磨损小，孔壁光滑。试验表明，钻CEM-3的钻头刀刃寿命比钻FR-4的长2~5倍，约是钻酚醛纸基覆铜板的1/2~1/4,这是因为CEM-3的整体玻璃纤维含量比FR-4的小得多，例如同是厚度1.6mm的板材，FR-4的玻璃纤维含量约56%而CEM-3的玻璃纤维含量约22%，玻璃纤维的主要成分是铝硼硅酸盐，硬度较大，易磨损钻头刀刃。图8-3-2比较三种不同覆铜板在钻了1万个孔后对钻头的磨损率，试验条件是：板厚1.6mm,叠层3块，孔径φ50.9mm,进刀速度55μm/r、钻头转速55000r/min。
4 用于PCB冲外形加工时，可以冲出整齐、复杂的外形，对冲模的磨损小，不用去毛刺。
5 用于V槽加工时，板材断口处平整，没有毛刺。
（3）可以按FR-4的PCB加工条件进行加工，无需作出特别的改变。
（4）可进行孔金属化，通孔可靠性与FR-4的基本相同。
（5）表面平整度比FR-4好，布纹很浅，更适合于表面贴装技术（SMT）。
（6）质量比FR-4略轻。从上述可知，CEM-3比FR-4的玻璃纤维含量低得多，玻璃纤
维的密度是2.56g/cm3，大于环氧树脂的密度1.36g/cm3；玻纤布的密度为1.0~1.1g/cm3也大于玻纤纸的密度0.1~0.5g/cm3。
（7）价格适宜。CEM-3的售价比FR-4低约18%左右，并且，这还不包括CEM-3对剪刀、钻头、铣刀、冲模等机械加工工具磨损小而节约下来的费用，机械加工工具磨损小也意味着其更换周期延长，生产效率提高。
2.FR-4环氧玻璃布层压板，根据使用的用途不同，行业一般称为：FR-4 Epoxy Glass Cloth,绝缘板，环氧板，环氧树脂板，溴化环氧树脂板，FR-4，玻璃纤维板，玻纤板，FR-4补强板，FPC补强板，柔性线路板补强板，FR-4环氧树脂板，阻燃绝缘板，FR-4积层板，环氧板，FR-4光板，FR-4玻纤板，环氧玻璃布板，环氧玻璃布层压板，线路板钻孔垫板。主要技术特点及应用：电绝缘性能稳定，平整度好，表面光滑，无凹坑，厚度公差标准，适合应用于高性能电子绝缘要求的产品，如FPC补强板，PCB钻孔垫板，玻纤介子，电位器碳膜印刷玻璃纤维板，精密游星齿轮(晶片研磨)，精密测试板材，电气（电器）设备绝缘撑条隔板，绝缘垫板，变压器绝缘板，电机绝缘件，研磨齿轮，电子开关绝缘板等。
编辑本段什么是FR-4？
NEMA 美国电气制造商协会规定的一种材料标准，与之相对应的IEC国际电工委的标准为EPGC202，国内无与之完全对应的标准。
最接近的国内标准为3240环氧层压玻璃布板，3240对应的IEC国际电工委的标准为EPGC201，而EPGC201和EPGC202之间只有阻燃性能的差别。所以可以简单的认为FR-4是3240的增强阻燃性能的改进型产品。
编辑本段颜色、材料分类介绍
FR-4环氧玻璃布层压板表面颜色有：
黄色FR-4、白色FR-4、黑色FR-4、篮色FR-4等.
FR-4是PCB使用的基板，是板料的一种类别。板料按增强材料不同，主要分类为以下四种：
1）FR-4：玻璃布基板
2）FR-1、FR-2等：纸基板
3）CEM系列：复合基板
4）特殊材料基板（陶瓷、金属基等）FR-4由专用电子布浸以环氧酚醛树脂等材料经高温高压热压而成的板状层压制品。
特点：具有较高的机 械性能和介电性能，较好的耐热性和耐潮性 并有良好的机械加工性。
用途: 电机、电器设备中作绝缘结构零部件，包括各式样之开关FPC补强 电器绝缘`碳膜印刷电路板`电脑钻孔用垫`模具治具等（PCB测试架） 并可在潮湿环境条件和变压器油中使用。
编辑本段FR-4应用
FR-4环氧玻璃纤维板（环氧板），主要材料为进口半固化片，颜色有白色，黄色，绿色,常温150℃
下仍有较高的机械强度，干态、湿态下电气性能好，阻燃，用于电气、电子等行业绝缘结构零部件,采用进口原料、国产压机及标准工艺精心制造；主要的规格有1000*2000
mm 1020mm*1220mm ，因为有原材料的优势，保证了质优价廉、及时交货，在国内外拥有稳固的客户群，并享有很高的声誉。
FR-4覆铜板
FR-4黄料白料，FR-4环氧玻璃布层压板，根据使用的用途不同，行业一般称为：FR-4 Epoxy Glass Cloth,绝缘板，环氧板，环氧树脂板，溴化环氧树脂板，FR-4，玻璃纤维板，玻纤板，FR-4补强板，FPC补强板，柔性线路板补强板，FR-4环氧树脂板，阻燃绝缘板，FR-4积层板，环氧板，FR-4光板，FR4玻纤板，环氧玻璃布板，环氧玻璃布层压板，线路板钻孔垫板。主要技术技术特点及应用：电绝缘性能稳定，平整度好，表面光滑，无凹坑，厚度公差标准，适合应用于高性能电子绝缘要求的产品，如FPC补强板，PCB钻孔垫板，玻纤介子，电位器碳膜印刷玻璃纤维板，精密游星齿轮(晶片研磨)，精密测试板材，电气（电器）设备绝缘撑条隔板，绝缘垫板，变压器绝缘板，电机绝缘件，研磨齿轮，电子开关绝缘板等。
编辑本段FR-4的性能特点
FR-4环氧玻纤布基板，是以环氧树脂作粘合剂，以电子级玻璃纤维布作增强材料的一类基板。它的粘结片和内芯薄型覆铜板，是制作多层印制电路板的重要基材。
环氧玻纤布基板的机械性能、尺寸稳定性、抗冲击性、耐湿性能比纸基板高。它的电气性能优良，工作温度较高，本身性能受环境影响小。在加工工艺上，要比其他树脂的玻纤布基板具有很大的优越性。这类产品主要用于双面PCB ，用量很大。环氧玻纤布基板，应用最广泛的产品型号为FR-4 ，近年来由于电子产品安装技术和PCB 技术发展需要，又出现高Tg 的FR-4 产品。3.FR-1是有纸和树脂构成，FR-4是有玻璃纤维和树脂构成。FR-1主要分94V0和94HB等，94V0具有绝燃性，也就是通俗的说不能燃烧，而94HB是有可燃性的，就是可以燃烧D的。
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