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PCB板是用什么材料做的?一文看懂它的组成与特性(pcb板的用途)

2025-05-16 00:45:03杂谈7

基材:PCB的"骨架"

PCB板的核心材料是基材,主要由绝缘层和增强材料构成。最常见的是FR-4环氧树脂玻璃纤维板,这种材料以环氧树脂为粘合剂,采用玻璃纤维布作为增强层,通过高温压制形成坚固的板材。其优势在于优异的机械强度、耐高温特性(工作温度可达130℃以上)和稳定的介电性能。

特殊应用场景会使用金属基材,例如铝基板。这类板材在LED照明和电源模块中广泛应用,金属层既能散热又具备电磁屏蔽功能。陶瓷基板则以氧化铝或氮化铝为主要成分,适用于高频电路和大功率电子设备,其热导率是普通基材的十倍以上。

导电层:铜箔的奥秘

导电层主要由电解铜箔构成,根据工艺分为压延铜和电解铜两种类型。标准PCB使用的电解铜箔厚度常见18μm(0.5盎司)至70μm(2盎司),高频电路则会选择更低粗糙度的压延铜箔以减少信号损耗。

铜箔表面处理直接影响电路性能。化学沉银工艺能增强可焊性,适用于普通消费电子产品;沉金工艺形成的镍金镀层可保护焊盘不被氧化,常用于需要长期稳定性的工业设备;沉锡处理则在成本敏感型产品中广泛采用。

PCB板是用什么材料做的?一文看懂它的组成与特性(pcb板的用途)

阻焊层:电路的保护衣

阻焊油墨覆盖在铜箔线路表面,主要成分是环氧树脂或丙烯酸树脂。液态光致成像油墨(LPI)通过紫外线曝光形成精确图案,既能防止线路氧化短路,又可避免焊接时产生桥接。绿色是最常用颜色,因其对生产设备的光学识别系统最为友好。

特殊颜色油墨含有不同添加剂:白色油墨加入二氧化钛提升反光率,多用于LED背光区域;黑色油墨添加碳粉强化遮光性,常见于汽车电子和光学传感器部件。新型纳米级阻焊材料已开始应用,其分辨率可达20μm以下。

特殊功能材料

高频板材采用聚四氟乙烯(PTFE)基材,介电常数可低至2.2,特别适合5G通信设备的毫米波电路。柔性电路板使用聚酰亚胺薄膜,这种材料在-200℃至300℃范围内保持稳定,耐弯折次数超过10万次。

导电银浆在触控面板中充当透明电极,氧化铟锡(ITO)薄膜的透光率超过90%。电磁屏蔽材料通常由导电胶或金属镀膜构成,可将电磁干扰衰减30dB以上。部分军工级PCB会在表层涂覆三防漆,形成防潮、防盐雾、防霉菌的保护层。

辅助加工材料

钻孔环节使用钨钢钻头,0.1mm孔径的钻头转速可达20万转/分钟。沉铜工序中的化学药水包含硫酸铜和甲醛,能在孔壁沉积1-2μm的导电层。字符印刷选用耐高温油墨,需承受260℃以上的焊锡温度。

测试环节使用弹簧探针的接触阻抗小于50mΩ,飞针测试机可对0402封装元件进行毫欧级阻抗测量。包装材料需符合静电防护标准,防静电真空袋的表面电阻控制在10^6-10^12Ω范围。

环保材料演进

无卤素基材采用磷系阻燃剂替代溴化环氧树脂,满足RoHS指令要求。水溶性阻焊油墨的VOC排放量比溶剂型降低90%,清洗废水可直接生物降解。再生铜箔技术可将生产废料重新提纯,能耗仅为原生铜的35%。

生物基树脂材料取得突破,部分企业已开发出蓖麻油提取的环氧树脂产品。纳米银导电胶替代传统焊锡膏的技术逐步成熟,低温固化的特性可减少元器件热损伤。石墨烯增强基材试验样品的热导率提升至传统FR-4的8倍。

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