《PCB材料介紹》課件

PCB材料介紹本次演示將深入探討印刷電路板（PCB）的各種材料，包括基材、銅箔、阻焊膜等。我們將分析這些材料的特性、分類和應(yīng)用，幫助您全面了解PCB材料世界。PCB材料概述多樣性PCB材料包括基板、導(dǎo)電層、絕緣層等多種類型。性能要求材料需滿足電氣、機(jī)械、熱性能等多方面要求。技術(shù)進(jìn)步新型材料不斷涌現(xiàn)，推動(dòng)PCB技術(shù)持續(xù)發(fā)展。PCB材料的分類1基材提供機(jī)械支撐和電氣絕緣2導(dǎo)電材料主要為銅箔，用于形成電路3絕緣材料如阻焊膜，保護(hù)電路免受環(huán)境影響4表面處理材料如金手指，提高導(dǎo)電性和抗氧化能力常見(jiàn)基材材料FR-4玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂，應(yīng)用最廣泛紙基酚醛樹脂成本低，適用于低端產(chǎn)品陶瓷基板高頻高熱應(yīng)用，性能優(yōu)越但成本高FR-4基材材料組成玻璃纖維布浸漬環(huán)氧樹脂，經(jīng)高溫固化而成。特點(diǎn)機(jī)械強(qiáng)度高，絕緣性好，耐熱性佳，加工性能優(yōu)異。應(yīng)用廣泛用于計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)電子等領(lǐng)域的PCB制造。銅箔的特性導(dǎo)電性銅箔具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，是PCB電路的主要載體。延展性良好的延展性使其易于加工成各種形狀的電路。附著力與基材有良好的附著力，確保電路的穩(wěn)定性。耐蝕性具有一定的耐蝕性，可抵抗腐蝕性環(huán)境。銅箔的厚度等級(jí)11/3oz(12μm)用于高密度互連板和柔性電路板。21/2oz(18μm)常用于多層板的內(nèi)層。31oz(35μm)最常見(jiàn)的厚度，適用于大多數(shù)應(yīng)用。42oz(70μm)用于需要大電流的電路。53oz(105μm)用于高功率應(yīng)用和散熱要求高的場(chǎng)合。半固化片材料原材料玻璃纖維布浸漬樹脂半固化部分固化形成B階層壓與銅箔和芯板層壓完全固化形成多層PCB預(yù)浸料的工藝過(guò)程1樹脂配制根據(jù)性能要求配制合適的樹脂體系。2玻纖布浸漬將玻璃纖維布浸入樹脂中。3烘干固化控制溫度時(shí)間，達(dá)到半固化狀態(tài)。4裁切包裝按需求尺寸裁切，并進(jìn)行真空包裝。樹脂基材的種類環(huán)氧樹脂最常用，性能全面平衡酚醛樹脂耐熱性好，成本低聚酰亞胺高溫性能優(yōu)異，適用于特殊場(chǎng)合氰酸酯樹脂低介電損耗，適用于高頻應(yīng)用樹脂基材的性能比較樹脂類型耐熱性介電性能成本環(huán)氧樹脂中等良好中等酚醛樹脂較好一般低聚酰亞胺優(yōu)秀良好高氰酸酯樹脂優(yōu)秀優(yōu)秀較高基材材料的選擇1應(yīng)用環(huán)境考慮溫度、濕度、化學(xué)環(huán)境等因素。2電氣性能評(píng)估介電常數(shù)、損耗角正切等參數(shù)。3機(jī)械性能分析抗彎強(qiáng)度、耐沖擊性等特性。4成本因素權(quán)衡材料成本與產(chǎn)品定位。PCB阻焊膜材料功能保護(hù)電路免受環(huán)境影響，防止焊接時(shí)短路。要求良好的絕緣性、耐熱性、耐化學(xué)性和附著力。類型液態(tài)感光阻焊、干膜阻焊、噴墨阻焊等。常見(jiàn)的阻焊膜材料液態(tài)感光阻焊應(yīng)用廣泛，成本適中干膜阻焊操作簡(jiǎn)便，均勻性好噴墨阻焊環(huán)保無(wú)污染，適合小批量熱固化阻焊耐熱性好，適合特殊應(yīng)用噴墨阻焊膜的特點(diǎn)精確定位可實(shí)現(xiàn)精確的圖形定位，適合高密度布線。環(huán)保無(wú)污染無(wú)需使用顯影液，減少環(huán)境污染。靈活多變可根據(jù)需求快速調(diào)整圖形，適合小批量生產(chǎn)。成本效益減少材料浪費(fèi)，降低生產(chǎn)成本。曝光固化阻焊膜1涂布將液態(tài)感光阻焊材料均勻涂布在PCB表面。2預(yù)烘烤去除溶劑，提高阻焊膜穩(wěn)定性。3曝光通過(guò)光掩膜選擇性曝光，形成所需圖形。4顯影去除未固化部分，露出需要焊接的區(qū)域。5終烘完全固化阻焊膜，提高其機(jī)械和化學(xué)性能。PCB金手指材料基材通常使用高性能FR-4或聚酰亞胺基板。鍍層鎳金、硬金或軟金鍍層，提供良好的導(dǎo)電性和耐磨性。要求高導(dǎo)電性、耐磨性、抗氧化性和可焊性。金手指鍍層工藝銅箔清潔去除氧化物和污染物鎳層電鍍提供硬度和附著力金層電鍍提供導(dǎo)電性和抗氧化性厚度檢測(cè)確保鍍層質(zhì)量金手指的表面處理硬金耐磨性好，適用于頻繁插拔的場(chǎng)合。軟金導(dǎo)電性更佳，但耐磨性較差。選擇性鍍金僅在需要的區(qū)域鍍金，節(jié)省成本。鎳金厚度控制通常鎳層0.5-2μm，金層0.05-0.5μm。高頻電路板基材聚四氟乙烯低介電常數(shù)，低損耗陶瓷基板高頻性能優(yōu)異，散熱好碳?xì)浠衔镄阅芘c成本平衡復(fù)合材料結(jié)合多種材料優(yōu)點(diǎn)高頻電路用銅箔表面處理采用特殊處理，降低表面粗糙度，減少高頻損耗。厚度選擇根據(jù)頻率和功率要求，選擇合適厚度，通常較薄。純度要求使用高純度銅箔，減少雜質(zhì)對(duì)高頻性能的影響。高頻電路板關(guān)鍵性能介電常數(shù)低介電常數(shù)有利于信號(hào)高速傳輸。損耗角正切低損耗角正切減少信號(hào)衰減。頻率穩(wěn)定性材料性能在寬頻帶內(nèi)保持穩(wěn)定。熱穩(wěn)定性高頻運(yùn)行時(shí)保持尺寸和電性能穩(wěn)定。銅基覆銅板材料1銅基提供優(yōu)異散熱性能2絕緣層電氣隔離，通常為環(huán)氧樹脂3銅箔形成電路圖形4表面處理提高焊接性和防氧化銅基板的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)散熱性能優(yōu)異尺寸穩(wěn)定性好適合大功率應(yīng)用缺點(diǎn)成本較高加工難度大重量較大銅基板的應(yīng)用領(lǐng)域LED照明高散熱需求，提高LED壽命電源模塊大電流應(yīng)用，有效散熱汽車電子高可靠性，耐高溫太陽(yáng)能逆變器高效散熱，提高轉(zhuǎn)換效率銅基板的加工工藝1基材準(zhǔn)備銅板表面處理，提高附著力。2絕緣層涂覆均勻涂布絕緣材料，通常為環(huán)氧樹脂。3銅箔貼合將銅箔壓合在絕緣層上。4電路制作采用常規(guī)PCB制作工藝，如蝕刻、電鍍等。5表面處理根據(jù)需求進(jìn)行鍍金、鍍錫等表面處理。導(dǎo)熱型基材材料陶瓷填充環(huán)氧添加陶瓷粉末提高熱導(dǎo)率。金屬基復(fù)合材料金屬基板與絕緣層復(fù)合，兼顧導(dǎo)熱和絕緣。碳納米管填充利用碳納米管高導(dǎo)熱性，提升基材性能。石墨烯增強(qiáng)添加石墨烯，大幅提高熱導(dǎo)率。導(dǎo)熱型基材的性能材料類型熱導(dǎo)率(W/m·K)介電常數(shù)成本標(biāo)準(zhǔn)FR-40.3-0.54.2-4.8低陶瓷填充環(huán)氧1-34.5-5.5中金屬基復(fù)合5-106-8高碳納米管填充3-53.5-4.5較高導(dǎo)熱型基材的應(yīng)用高功率LED有效散熱，提高LED壽命和光效。汽車電子滿