PCB 层压板：综合指南

人们通常认为印刷电路板的结构有多复杂是理所当然的。由于我们将 PCB 用于不同的应用领域，因此每种都需要特定的材料。层压板是必不可少的材料。制造商使用它们来开发和制造 PCB。因此，有必要了解您可以使用的各种层压板。本指南将探讨您需要了解的有关 PCB 层压板的所有信息。

什么是 PCB 层压板？

一种机器人设备，用于开发容纳层压板的微型 PCB

通常，PCB有四层：丝印层、阻焊层、铜层和基板（从上到下）。因此，这些层必须结合在一起才能成为 PCB 的功能结构。因此，PCB层压板的目的是将PCB层固定在一起。

层压板通常是覆铜材料，通常由树脂片组成。制造商用于构建层压板的树脂通常是环氧树脂基的。但是，它可以由其他织物组成。然而，制造商首先使用热固性树脂固化片材以形成层压板。接下来，我们通过在集合的每个平面上应用两片铜箔将这些树脂片压缩在一起。

最后，制造商施加热量和力量，直到纸张粘合在一起。层压板硬化后，它类似于塑料或硬玻璃状材料。

层压板和预浸料有什么区别？

生产预浸材料的碳纤维技术设施
来源：Flickr（CC – 通用）

预浸料通常是增强玻璃纤维片材。预浸料制造商通过使用环氧树脂等固化剂应用或预浸渍这些玻璃纤维板来开发它们。因此，这与开发层压板的过程大不相同。层压板通常由预浸料片组成。预浸料只是固化和浸渍的织物。相比之下，层压板是加压和加热的材料片材。

PCB 层压板的类型

印刷电路板的集合

如前所述，我们为不同的应用使用不同的 PCB。例如，设备组件制造商可能会在紧凑型设备中使用柔性 PCB。最常见的PCB层压板类型有：

FR-4 (FR4)

覆铜 Fr-4 PCB

FR-4 是指玻璃增强环氧树脂层压板。它是一种阻燃材料。因此名称为 FR-4（FR =阻燃剂）。尽管如此，FR-4 是最流行的 PCB 基板材料。这是由于其高机械强度和电气强度。此外，当制造商使用添加剂时，它还具有高散热性。此外，这些添加剂可以提高材料的稳定性、可靠性和功率规格。

尽管如此，FR-4 可以容纳具有高层数的电路，因为它具有恒定性。因此，它适用于高频PCB制造。

聚酰亚胺

使用聚酰亚胺材料的柔性 PCB
来源：维基共享资源

制造商重视聚酰亚胺层压板的固有高热效率。此外，它们往往比 FR-4 材料更可靠。这个事实主要是由于它们的低热膨胀。因此，设备制造商在人们在恶劣环境中使用的电子产品中实施它们。此外，它使它们非常适合需要多层的 PCB 设计。但是，制造商将这种材料用于柔性 PCB 制造。

铁氟龙

制造商通常使用 Teflon 层压板来开发高速 PCB。顺便说一句，这是因为它们出色的电性能。与 FR-4 一样，制造商可以在 Teflon 中添加添加剂以增加其机械应力。

铁氟龙是最昂贵的层压材料之一。因此，它是 PCB 制造和制造中最不受欢迎的材料之一。此外，制造基于聚四氟乙烯的层压板需要技巧、高超的专业知识和专门的设备。

高 Tg 环氧树脂

High Tg Epoxy 是一种具有高玻璃化转变温度（AKA 玻璃化温度）的层压材料。由于这个属性，它具有出色的耐热性。因此，它非常适合用于工业应用和机械。此外，高 Tg 环氧树脂具有出色的耐化学性和耐湿性。制造商通常将其用于构建多层 PCB。

BT-环氧树脂

BT-Epoxy 是双马来酰亚胺三嗪和环氧树脂的组合。制造商之所以重视它，是因为它能够在极端温度下保持其结构。它具有优良的电气和机械性能。因此，它非常适合军事和工业应用。尽管如此，无铅和多层PCB是最常见的使用BT-Epoxy层压板的PCB。

其他材料

玻璃纤维材料

上面列出的材料并不是制造商用于生产层压板的唯一材料。例如，我们将覆铜板用于高频 PCB。此外，我们可能会使用陶瓷织物、氰酸酯以及其他树脂和化学组合物。

但是，这些材料可能不值得一提，因为制造商实施它们的程度不如本指南中的其他材料。此外，它们也可能更昂贵且更难操作。

层压板的特性

在为您的 PCB 选择合适的材料和层压板时，请考虑几个属性。这些属性可以是热的、机械的或电的。本节将探讨这些属性。

热性能

PCB 因短路而烧伤

• 玻璃化转变温度 (Tg) ：层压板在达到一定温度范围时会失去其结构完整性。因此，我们使用玻璃化转变温度来帮助确定层压板何时软化和硬化。
• 分解温度（Td）： 描述层压板开始遭受永久性损坏（熔化）时的温度点。因此，使用工作温度低于分解范围的 PCB 层压板很重要。
• 热膨胀系数 (CTE)： 描述层压板的膨胀率。如果我们将热量引入超过其 CTE 阈值的层压板，它将开始膨胀。因此，在将 PCB 集成到设备中时，一定要低于热膨胀系数。
• 热导率（k）： 一种描述层压板传递或传导热量能力的特性。它由 Kelvins 代表。

电气特性

印刷电路板的微距照片

• 介电常数（ εr ) ：描述层压板的电导率和相对磁导率。本质上，它的范围可以在 3.5 到 5.5 ϵr 之间。
• 介电损耗正切 (tan δ)： 表示层压板中电能的可量化扩散。通常，PCB 层压板的 tan δ 介于 0.02 和 0.0001 之间。
• 电阻率/体积电阻率 (ρ)： 代表层压板抵抗电流的能力。一般来说，层压板的电阻率在 103 到 1010 Ω·m（兆欧）之间。
• 表面电阻率 (ρS)： 表示层压板的外部电阻率。湿度和温度可能会影响它。
• 电气强度： 代表层压板抵抗电击穿的能力。顺便说一句，人们也将其称为介电强度。我们用每米伏特来表示它。

化学性质

印刷电路板浸没在水和肥皂中。

• 可燃性： 代表该层压板抵抗火焰点燃能力的特性。虽然大多数层压板往往是易燃的，但它们仍可能遭受外部火灾。因此，此属性表示层压板在着火时会燃烧多长时间。
• 吸湿性： 表示层压板可以抵抗多少大气湿度。尤其是当我们将层压板浸入水中时。然而，该值会影响层压板的热性能和介电性能。
• 耐二氯甲烷： 表示层压板的耐化学性。特别是二氯甲烷（或二氯甲烷）。

机械特性

使用小型化 PCB 的 RAM 模块的自动化生产

• 剥离强度： 指连接层压板各层的粘合强度。
• 抗弯强度： 描述层压板抵抗物理应变的能力。基本上就是抗拉强度。 本质上，此属性表示您可以在层压板最终断裂之前施加多少压力和弯曲多少。
• 密度： 指层压板的质量或厚度。
• 分层时间： 表示层压板在开始解构之前可以承受高于阈值温度的时间量。

如何选择 PCB 层压材料

在印刷电路板上钻孔的机器

当您考虑电气/PCB 层压板的材料时，除了技术规格或特性之外，还有一些事情需要考虑。您必须考虑的其他方面包括：

成本

选择 PCB 层压板时，应始终首先检查成本。虽然采购最昂贵的材料似乎是合理的，但对于大型制作来说可能并不理想。同样，FR-4 是最流行的 PCB 层压材料。因此，购买成本最低。可靠性高，适用于单层和多层PCB。虽然您可以采购更昂贵的材料并将其集成到您的设计中（例如黄金），但您应该考虑一种更实用的方法。我们建议您购买能够满足您所有需求的面料，同时为您节省最多的钱。

质量

绿色原型板集合

质量与成本略有交叉。高质量的材料往往更昂贵。但是，您仍然可以在这两个方面取得平衡。因此，您应该从以合理价格销售优质面料而享有盛誉的批发商或生产商处采购您的材料。

PCB 制造商

自动烙铁焊接 PCB

在为最终将成为您的 PCB 的层压板选择材料时，最好与信誉良好的 PCB 制造商合作。该制造商应该对您计划集成到层压板中的材料非常有经验。制造商应熟悉各种玻璃纤维和织物款式。

此外，他们应该能够验证您的 PCB 设计和材料选择。从原型设计到大规模生产，我们为您提供现代化设备的工厂。联系 Wellpcb.com 了解您的所有 PCB 制造需求。

总结

PCB 旁边有屏蔽材料

在 PCB 出现之前，电子设备制造商不得不依赖点对点结构和绕线设计。可以肯定地说，现代 PCB 使当前的电子产品成为可能。印刷电路板的有效性在很大程度上取决于它使用的材料。正如上述指南所强调的，这就是层压板和层压板材料如此重要的原因。尽管如此，我们希望本指南对您有所帮助。一如既往，感谢您的阅读。