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PCB板子用什么材料制成?拆解它的核心成分(pcb板用什么做的)

2025-05-15 22:44:06杂谈5

基材——电路板的骨架

印制电路板(PCB)的核心材料是基材,专业术语称为覆铜板基底。最常见的是FR-4环氧玻璃布层压板,这种材料由玻璃纤维布浸渍环氧树脂后经高温高压固化而成。玻璃纤维提供机械强度,环氧树脂则负责粘合与绝缘。在高温环境下使用的电路板会采用耐热性更好的聚酰亚胺基材,其玻璃化转变温度可达250℃以上。对于高频电路,特氟龙(PTFE)基板凭借低介电损耗的特性,成为5G通讯设备的理想选择。

导电层——电流的公路网

铜箔是形成电路图案的关键材料,覆铜板的导电层厚度通常有1盎司(35μm)和0.5盎司(18μm)两种规格。电解铜箔表面呈现哑光质感,适合制作精细线路;压延铜箔具有更好的延展性,常用于柔性电路板。在高端服务器主板上,会使用反转铜箔技术(RTF),这种铜箔的粗糙面朝外,能显著提升信号传输的稳定性。

阻焊层——电路的保护衣

覆盖在铜线路上的绿色涂层实为阻焊油墨,主要成分是环氧树脂改性丙烯酸酯。液态感光型油墨通过紫外线曝光显影,形成精准的开窗区域。黑色阻焊层多用于汽车电子,因其具备更好的遮光性;白色阻焊层常见于LED照明板,可提高反光效率。部分军工级PCB会采用双固化体系阻焊油墨,在热固化的基础上添加紫外固化功能,确保涂层致密无针孔。

PCB板子用什么材料制成?拆解它的核心成分(pcb板用什么做的)

粘接介质——层间的黏合剂

多层板内部的半固化片(Prepreg)是层间粘合的关键材料。这种半固态的环氧树脂胶膜在压合时受热流动,将铜箔与基材牢固结合。高TG(玻璃化转变温度)型半固化片含有双酚A酚醛树脂,能承受无铅焊接的高温冲击。在埋盲孔设计中,会使用低流动度半固化片以防止树脂堵塞微孔。某些特殊板材采用聚苯醚(PPO)改性胶粘剂,可降低介质层的介电常数。

增强材料——结构的守护者

玻璃纤维布是基材中的骨架材料,常见型号有106、1080、2116等,数字代表经纬纱密度。高密度编织的7628型玻纤布用于制作厚铜板,其抗撕裂强度提升40%。在金属基板中,铝基层既是散热器又是结构支撑,3mm厚铝板可承载功率器件的热负荷。纳米二氧化硅填料被添加在树脂体系中,这种改性材料使板材的热膨胀系数与芯片封装更匹配。

表面处理——最后的防护线

裸铜表面容易氧化,常见处理方法包括化镍浸金(ENIG)和沉银工艺。ENIG处理后的焊盘呈现金黄色,镍层厚度控制在3-5μm,金层厚度仅0.05-0.1μm。有机保焊膜(OSP)在消费电子中广泛应用,这种透明涂层在焊接时自动分解。最新研发的沉钯工艺兼具优异的焊接性能和成本优势,钯金属层可有效防止铜迁移现象。

特殊材料——满足个性需求

高频微波电路采用陶瓷填充PTFE基材,其介电常数可精确控制在2.2-10.6之间。柔性电路板使用聚酰亚胺薄膜,这种材料在反复弯折十万次后仍能保持电气性能。导热型铝基板的导热系数可达2.0W/m·K,是普通FR-4材料的8倍。在极端环境应用的PCB会选用陶瓷基板,氧化铝陶瓷的耐温性能突破800℃。防静电材料通过添加碳纤维形成导电网络,表面电阻可稳定维持在10^6Ω级别。

检测标准——质量的度量衡

IPC-4101规范详细规定了各类基材的性能参数,吸水率测试要求板材在沸水中浸泡1小时后增重不超过0.3%。剥离强度测试中,1oz铜箔的垂直拉力需达到1.0N/mm以上。热应力测试模拟三次260℃焊接受热过程,要求板材不得出现分层或起泡。高频材料需通过矢量网络分析仪测量,在10GHz频率下损耗角正切值应小于0.004。可燃性测试按UL94标准,V-0级材料在明火撤离后须在10秒内自熄。