PCB板材料：电子设备的组成部分

创作时间:

作者:

@小白创作中心

PCB板材料：电子设备的组成部分

引用

来源

https://www.viasion.com/zh-CN/%E6%96%B0%E9%97%BB/PCB-%E6%9D%BF%E6%9D%90%E6%96%99-%E7%94%B5%E5%AD%90%E8%AE%BE%E5%A4%87%E7%9A%84%E7%BB%84%E6%88%90%E9%83%A8%E5%88%86/

印刷电路板（PCB）是现代电子设备的核心组件，其材料的选择和设计直接影响着电子产品的性能和可靠性。从最初的木板、薄纸板到如今广泛应用的FR-4、聚酰亚胺等高性能材料，PCB板材料经历了巨大的技术革新。本文将详细介绍PCB板的主要组成部分及其材料特性，帮助读者深入了解这一电子工业的基础技术。

20 世纪初，印刷电路板刚发明时，采用木板、薄纸板层、电木和纤维板等材料制造。最初，电路板上采用手工钻孔并将电线固定。所有导电线均采用铜箔在绝缘材料上手工蚀刻而成。尽管电木具有优异的绝缘性能，但由于 PCB 板材料的脆性和吸湿性，制造电路板十分困难。1930 世纪 XNUMX 年代末，酚醛树脂基层压板的引入，使机械稳定性和电绝缘性相较于其他基材有所提高。
1940 年，玻璃增强环氧层压板（俗称阻燃 4 (FR-4)）的推出带来了重大而显著的发展，这种材料在 PCB 行业非常流行，至今仍在使用。它具有出色的电气绝缘性和机械稳定性，并且耐潮。
随着 PCB 技术的发展，不同类型的 PCB 板材料也应运而生，以满足电路功能的复杂性。在当今的电子世界中，各种 PCB 材料（包括高性能基板、金属芯、柔性材料等）在从消费电子设备到航空航天、医疗和国防应用等产品的开发和小型化中发挥着至关重要的作用。

PCB基本材料组成

PCB 由几层组成，其中每层都有其构造方法和电路板的操作。它包括预浸料、导电层、表面处理等，具体取决于产品要求。现在，让我们看看 PCB 中使用的 PCB 板材料PCB制造逐个：

1. 基底材料

它是一种 PCB 基板材料，可作为两层铜之间的绝缘材料。基板的选择取决于电气性能、热条件、环境类型和所涉及的制造工艺等因素。

下面列出了一些制造 PCB 的常用基板以及预浸料 PCB 材料：

阻燃4级（FR-4）
它是主要的基板 PCB 板材料之一。它由浸渍环氧树脂的编织玻璃纤维制成。它具有成本效益，提供出色的绝缘性能，并且具有很高的耐热性。
聚酰亚胺 (PI)
这些是用于制造 PCB 的高性能聚合物。由于其热稳定性和耐化学性，它们也被称为“Kapton”。它们通常用于需要高温操作的航空航天、汽车和消费电子产品。它也广泛用于柔性PCB由于其优异的柔韧性，它具有良好的电绝缘性能、热稳定性、耐化学性以及优异的机械强度。
金属芯印刷电路板 (MCPCB)
使用高导热金属（例如铝或铜）作为基层，而不是传统 FR-4 或其他环氧 PCB 材料的电路板称为金属芯 PCB。金属芯用于将热量从电路中吸走。铝是最常用的金属，因为它具有导热性且价格实惠。铜也具有高导热性，但与铝相比成本较高。
这些金属芯 PCB 用于散热较多的应用，例如电力电子设备、大功率 LED、医疗设备、电信和汽车电子。

2.导电材料

导电 PCB 材料只不过是电路板表面镀的铜，用于形成导电迹线和焊盘，从而建立多个点之间的连接。以下是 PCB 制造中使用的导电 PCB 材料的详细说明：

铜箔
铜箔因其导电和导热性能而成为最常用的导电 PCB 板制造材料之一。铜箔的厚度是根据电路板的应用而选择的。其测量单位为盎司/平方英尺 (Oz/ft²)。这些铜箔的内层和外层均采用预浸料层压而成，以形成多层PCB.
镀通孔（PTH）
这些是用于在多层 PCB 中建立不同层之间连接的孔。钻孔后，孔壁内会电镀一层薄铜，以建立层与层之间的连接。电镀厚度取决于设计要求，通常在 0.8 至 1 mil 范围内。

3. 表面处理

表面处理是在焊盘的焊盘图案上进行的，以避免铜氧化，从而导致可焊性差和电路板故障。根据电路板的应用，表面处理有不同类型的类型。让我们了解一下电路板中使用的表面处理的成分和类型PCB制造逐一：-

沉金
ENIG 是化学镀镍浸金的简称。它有两个步骤，首先，用化学镀方法在焊盘上涂上一层薄薄的镍（通常约 2-3 微米），然后，用化学方法在镍层上涂上一层薄薄的金（通常约 6-0.025 微米）。ENIG 表面非常光滑，因此广泛应用于多层 PCB 和HDI电路板因为某些元件（例如 BGA）需要非常光滑的表面。
喷枪
它是一种金属表面处理，通常由锡铅合金。无铅 HASL 与 HASL 类似，但不含铅。它使用锡铜、锡镍和锡银等合金。HASL 涂层的标准厚度从 1 mil 到 2 mil 不等。
OSP
它是在铜上涂上一层薄薄的有机材料的表面涂层。它是一种水基化合物，含有苯并咪唑、咪唑和苯并三唑等有机材料。
沉银
这也是一种金属表面处理，使用银材料通过浸镀工艺涂覆在铜表面。这种表面处理的主要成分是银。