基材：PCB的骨架

PCB的核心结构主要由基材构成，这类材料需要兼具绝缘性、耐热性与机械强度。最常见的基材是FR-4，由玻璃纤维布浸润环氧树脂后高温压制而成。其阻燃特性（FR即Flame Retardant）满足UL94-V0标准，可承受260℃的焊接温度。对于高频电路，聚四氟乙烯（PTFE）基板因介电常数低而备受青睐，但成本较FR-4高出5-8倍。金属基板则采用铝或铜作为导热层，能将LED等器件的热量快速导出，热导率可达2-8 W/m·K。

导电层：铜箔的选择奥秘

覆盖在基材上的导电层普遍使用电解铜箔，其厚度有1oz（35μm）、2oz（70μm）等规格。高频板会选用更低粗糙度的压延铜箔，表面不平整度控制在3μm以内，以减少信号传输时的趋肤效应。铜箔厚度直接影响载流能力，1oz铜箔在10℃温升下可通过约4A/mm²电流。近年兴起的高密度互连（HDI）板开始使用超薄铜箔，最小厚度可达到3μm，配合半加成法工艺实现5μm线宽。

阻焊层：看不见的保护膜

覆盖铜线路的阻焊油墨通常是液态光成像型阻焊剂（LPI），主要成分包括环氧树脂、颜料和光引发剂。经过紫外曝光显影后形成永久保护层，耐高温达280℃以上。绿色阻焊占全球用量的70%，因该颜色对人工目检最友好。白色油墨在LED照明板中应用广泛，反射率可达85%以上。新型纳米改性阻焊材料能提升10%的耐化学腐蚀性，延长PCB在恶劣环境下的使用寿命。

增强材料：刚柔并济的支撑

多层板中使用的半固化片（Prepreg）由浸渍环氧树脂的玻璃纤维布构成，根据树脂含量分为RC42%、RC50%等类型。高树脂含量版本可填充更细的线路间隙。刚性板通过添加陶瓷填料（如二氧化硅）可将热膨胀系数（CTE）降至14ppm/℃以下，与铜箔的17ppm/℃更匹配。柔性PCB则采用聚酰亚胺薄膜，厚度25-125μm不等，弯曲半径可达板厚的6倍。

特殊功能材料：应对极端需求

高频微波板采用改性聚苯醚（PPO）或氰酸酯树脂，介电损耗（Df）可低至0.002。厚铜板使用特殊增层工艺，铜厚可达400μm以上，适用于大功率变频器。嵌入式元件板通过激光烧蚀技术，在介质层中开出0.1mm深的空腔来埋入芯片。军工级PCB还会添加芳纶纤维增强层，抗拉强度超过500MPa，能在弹载环境中承受10000g冲击加速度。

材料选择的工程考量

设计工程师需在23个以上参数中权衡取舍。介电常数（Dk）偏差±0.05将导致高频信号时延变化0.3ps/inch。车载板要求通过85℃/85%RH的1000小时湿热测试，材料吸水率需低于0.25%。医疗设备用PCB优先选择生物兼容性涂层，重金属含量需符合ISO10993标准。成本敏感型产品常采用CEM-1复合基材，其纸基芯材比FR-4便宜30%，但耐漏电起痕指数（CTI）只能达到Class 3级。

层压工艺的协同作用

多层板压合过程需要精确控制升温速率（2-3℃/min）和压力（300-400PSI）。低流动度半固化片可减少溢胶量，适合细间距通孔填充。真空压机能将层间气泡含量降至0.5%以下。最新顺序层压技术允许分阶段压制不同区域，使单板局部厚度差控制在±25μm内。压合后的板翘曲度需小于0.7%，否则会影响后续表面贴装良率。

环保材料的演进路径

无卤素基材采用磷系阻燃剂替代溴化环氧树脂，但介电性能会下降10%-15%。可降解生物基树脂已在试验阶段，使用蓖麻油衍生物制造的基板能在堆肥环境下6个月分解70%。铜箔回收技术可将蚀刻废液中的铜回收率提升至99.9%，每平方米PCB板可减少15克铜损耗。新型水溶性阻焊油墨使清洗废水COD值降低80%，达到可直接排放标准。