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一文详解PCB基板材料:从基础构成到分类标准

创作时间:
作者:
@小白创作中心

一文详解PCB基板材料:从基础构成到分类标准

引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/jiepei_PCB/article/details/141208568

随着技术和工业分工的发展,覆铜板(Copper Clad Laminate, CCL)已经成为现今印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB)制作的标准原料之一。本文将详细介绍PCB的主要材料、覆铜板的制作工艺、分类以及各种基板材质的特点和应用,帮助工程师全面了解这一领域的专业知识。

PCB四大主要材料

现今的PCB基本上由以下四种主要材料组成:

  1. 铜箔(Copper Foil)
  2. 加固布料(Reinforcement)
  3. 树脂(Resin)
  4. 填充材料(Fillers)

其中,铜箔用于电源层、接地层和电子信号传输层。而CCL则是在一片硬性的绝缘基材表面均匀地覆盖上一层铜箔而成的。

绝缘层和铜箔的厚度通常会根据大部分客户的需求而有标准规格,但也可以根据需求进行定制增减。根据需要,CCL可以分为单面铜箔和双面铜箔两大分类。

常见的基板材料主要有两种:刚性基板材料和柔性基板材料,其中刚性基板材料中最为常见的是覆铜板。

覆铜板

覆铜板是一种通过将木浆纸或玻璃纤维布等增强材料浸渍树脂,然后单面或双面覆以铜箔,并经过热压而成的产品。当覆铜板被用于制造多层PCB时,也被称为芯板(CORE)。

作为PCB电路板的主要材料之一,覆铜板也被称为基材,它是由木浆纸或玻璃纤维布作为增强材料,浸渍树脂后,然后单面或双面覆以铜箔,并经过热压而成的产品。市场上提供的覆铜板主要包括纸质基材、玻璃纤维布基材、合成纤维布基材、无纺布基材和复合基材。

基板材料由高分子合成树脂和增强材料组成,形成了绝缘层。基板表面覆盖一层导电性好、可焊性强的纯铜箔,常见厚度为35 ~ 50μm。

覆铜板可以是单面覆铜板,也可以是双面覆铜板,其铜箔的覆盖牢固性是通过粘合剂实现的。常用的覆铜板厚度有1.0毫米、1.5毫米和2.0毫米等。

覆铜板分类

市场上供应的覆铜板可以从基材的角度进行分类,主要包括纸基板、玻璃纤维布基板、合成纤维布基板、无纺布基板和复合基板。

市面常用PCB基板材质

G-10和G-11层板

它们是环氧玻璃纤维层板,不含阻燃剂,可以用钻床钻孔,但不允许用冲床冲孔。G-10的性能和FR-4层板极其相似,而G-11则可耐更高的工作温度。

FR-2、FR-3、FR-4、FR-5和FR-6层板

(它们都含有阻燃剂,因而被命名为“FR”)

  • FR-2:它的性能类似于XXXPC,是纸基酚醛树脂层板,只能用冲床冲孔,而不可以用钻床钻孔。
  • FR-3:它是纸基环氧树脂层板,可在室温下冲孔。
  • FR-4:业界最常用,它是环氧玻璃纤维层板,和G-1层板的性能极其相似,具有良好的电性能和加工特性,并具有可靠的性能价格比,可制作多层板。它被广泛地应用于工业产品中。
  • FR-5:它和FR-4的性能相似,但可在更高的温度下保持良好的强度和电性能。
  • FR-6:它是聚酯树脂玻璃纤维层板。

上述层材质中,常用的G-10和FR-4适用于多层电路板印刷,价格相对便宜,并可采用钻床钻孔工艺,容易实现自动化生产。

非环氧树脂的电路板

常用的非环氧树脂层电路板有以下几种:

聚酰亚胺树脂玻璃纤维电路板:可作为刚性或柔性电路基板材料,在高温下它的强度和稳定性都优于FR-4电路板,常用于高可靠的军用产品中。

GX和GT层板

它们是聚四氟乙烯玻璃纤维电路板,这些材料的介电性能是可以控制的,可用于介电常数要求严格的产品中,而GX的介电性能优于GT,可用于高频电路板中。

XXXP和XXXPC层板

它们是酚醛树脂纸基电路板,只能冲孔不能钻孔,这些层板仅用于单面和双面电路板印刷,而不能作为多层印刷电路板的原材料。因为它的价格便宜,所以在民用电子产品中广泛将它们作为电路基板材料。

PCB基板材料规范标准

中国PCB基板材料标准包括:

  • GB/T 4721-4722-1992:《印制电路基板材料》标准
  • GB 4723-4725-1992:《印制电路板制造技术规范》标准

此外,中国台湾地区的覆铜箔标准为标准SSP,该标准是基于日本JIS标准于1983年发布的。

国际PCB基板材料标准包括:

  • 日本JIS标准
  • 美国ASTM、NEMA、MIL、IPC、ANSI、UL标准
  • 英国B标准
  • 德国DIN、VDE标准
  • 法国NFC、UTE标准
  • 加拿大CSA标准
  • 澳大利亚AS标准
  • 原苏联FOCT标准
  • 国际电工委员会(IEC)国际标准
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