標(biāo)準(zhǔn)印刷電路板的六個(gè)基本組件介紹

印刷電路板（PCB）通常是由非導(dǎo)電基材制成的平面層壓復(fù)合材料，內(nèi)部或外部表面埋有銅電路層。它們可以簡(jiǎn)單到只有一層或兩層銅，或者在高密度應(yīng)用中可以有五十層或更多層。平坦的復(fù)合表面非常適合支撐焊接并連接到PCB的組件，而銅導(dǎo)體則通過電子方式將組件彼此連接。

標(biāo)準(zhǔn)印刷電路板的六個(gè)基本組件是：

預(yù)浸料

層壓板

銅箔

阻焊膜

命名法

最終完成

預(yù)浸料是在稱為預(yù)浸料處理機(jī)的特殊機(jī)器上涂有樹脂并干燥的薄玻璃織物。玻璃是將樹脂固定在適當(dāng)位置的機(jī)械基板。樹脂（通常是FR4環(huán)氧樹脂，聚酰亞胺，特氟隆等）起初是作為液體涂覆在織物上的。當(dāng)預(yù)浸料穿過處理機(jī)時(shí)，它進(jìn)入烤箱部分，并開始干燥。離開處理機(jī)后，手會(huì)變干。

當(dāng)預(yù)浸料坯暴露于更高的溫度（通常高于300華氏度）時(shí)，樹脂開始軟化并熔化。預(yù)浸料中的樹脂一旦熔化，就會(huì)到達(dá)一個(gè)點(diǎn)（稱為熱固性），然后再重新硬化，變得非常堅(jiān)硬。盡管有這種強(qiáng)度，但預(yù)浸料和層壓板往往很輕。預(yù)浸料片或玻璃纖維可用于制造許多東西，從船到高爾夫球桿，飛機(jī)和風(fēng)力渦輪機(jī)葉片。但這在PCB制造中也很關(guān)鍵。預(yù)浸料薄板是我們用來將PCB粘合在一起的材料，也是用來構(gòu)建PCB的第二個(gè)組件-層壓板的材料。

層壓板（有時(shí)稱為覆銅層壓板）由預(yù)浸料片組成，這些預(yù)浸料片在加熱和加壓的情況下層壓在一起，每側(cè)都有銅箔片。樹脂硬化后，PCB層壓板就像塑料復(fù)合材料，兩面都有銅箔。

我們成像并蝕刻掉銅箔，以在層壓板表面上產(chǎn)生電路。這些銅電路將成為電路板內(nèi)層和外層的導(dǎo)體或電線。用電路對(duì)疊層進(jìn)行成像和蝕刻后，可以使用前面討論的預(yù)浸料將它們疊在一起。阻焊劑是綠色的環(huán)氧涂層，覆蓋電路板外層的電路。內(nèi)部電路埋在半固化片的各層中，因此不需要對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。但是，如果不加以保護(hù)，外層將隨著時(shí)間的流逝而氧化和腐蝕。阻焊層為PCB外部的導(dǎo)體提供了保護(hù)。

命名法，有時(shí)也稱為絲網(wǎng)印刷，是您在PCB上阻焊層頂部看到的白色字母。術(shù)語是顯示每個(gè)組件在板上位置的字母，有時(shí)還提供組件方向。

除綠色和白色外，阻焊層和命名法都可以使用其他顏色，但是最受歡迎。

阻焊劑可保護(hù)PCB外層上的所有電路，我們不打算在這些外層上安裝組件。但是我們還需要保護(hù)裸露的銅孔和焊盤，以便在這些焊盤上焊接和安裝組件。為了保護(hù)這些區(qū)域并提供良好的可焊表面質(zhì)量，我們通常使用金屬涂層，例如鎳，金，錫/鉛焊料，銀和其他僅為PCB制造商設(shè)計(jì)的最終表面涂層。

印刷電路有限責(zé)任公司已經(jīng)生產(chǎn)高質(zhì)量的電子PCB已有40多年了。多年來，作為印刷電路板制造商，我們緊跟瞬息萬變的市場(chǎng)需求，專門研究各種類型的電路板。我們?cè)诿髂崽K達(dá)州明尼阿波利斯市的55，000平方英尺的工廠擁有90多名專家。隨著時(shí)間的流逝，為了滿足現(xiàn)代電子產(chǎn)品的需求，我們?cè)谥圃烊嵝噪娐泛蛣傂匀嵝訮CB方面積累了專業(yè)知識(shí)。

柔性和剛性柔性PCB為可安裝在小型設(shè)備內(nèi)部的高度復(fù)雜的電氣系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。它們也可以設(shè)計(jì)和制造得非常薄，非常輕，而不會(huì)犧牲生存能力。這些PCB在具有高沖擊和振動(dòng)的環(huán)境中提供了高度的可靠性。經(jīng)常使用柔性和剛性柔性PCB的行業(yè)包括航空航天，醫(yī)療，軍事，電信等。

印刷電路板是由什么制成的？

PCB可以使用多種材料作為基板和組件。材料的選擇取決于應(yīng)用程序的要求，因?yàn)椴煌牟牧线x擇將使電路具有不同的質(zhì)量，從而有助于在特定情況下的性能。

設(shè)計(jì)人員有時(shí)會(huì)根據(jù)電氣性能來選擇材料以用于高速應(yīng)用，或者根據(jù)機(jī)械或熱生存能力（例如引擎蓋下的汽車）進(jìn)行選擇。設(shè)計(jì)師可以選擇遵守法規(guī)的政府要求。例如，歐洲聯(lián)盟的有害物質(zhì)限制（RoHS）指令禁止使用包含任何受限制的化學(xué)物質(zhì)和金屬的材料。

最受歡迎的考慮因素之一是材料是否會(huì)通過UL，這是Underwriters Laboratories阻燃特性的縮寫。一個(gè)UL的評(píng)價(jià)是至關(guān)重要的許多電子裝置表明，在發(fā)生火災(zāi)的情況下，電路板會(huì)自行熄滅-通常被認(rèn)為是為消費(fèi)者和其他電子產(chǎn)品的關(guān)鍵。

層壓板通常由具有獨(dú)特絕緣功能的樹脂和布料制成。這些包括電介質(zhì)，例如FR4環(huán)氧樹脂，特氟隆，聚酰亞胺，以及其他使用玻璃與樹脂涂層的組合的層壓板。許多獨(dú)特的熱和電因素決定了哪種層壓板最適合給定的PCB設(shè)計(jì)。

PCB設(shè)計(jì)人員在考慮其設(shè)計(jì)的材料選擇時(shí)會(huì)面臨幾種性能特征。一些最流行的注意事項(xiàng)是：

介電常數(shù)–關(guān)鍵的電氣性能指標(biāo)

阻燃性–對(duì)UL認(rèn)證至關(guān)重要

更高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）–承受更高溫度的組裝過程

降低的損耗因子–在重視信號(hào)速度的高速應(yīng)用中很重要

投入使用時(shí)，PCB可能需要的機(jī)械強(qiáng)度包括剪切，拉伸和其他機(jī)械屬性

熱性能–高架服務(wù)環(huán)境中的重要考慮因素

尺寸穩(wěn)定性–或材料在制造，熱循環(huán)或暴露于濕氣中移動(dòng)了多少，以及移動(dòng)了多長(zhǎng)時(shí)間

以下是幾種用于制造印刷電路板的最受歡迎的材料：

FR4環(huán)氧層壓板和預(yù)浸料：FR4是世界上最流行的PCB基板材料。標(biāo)記“ FR4”描述了滿足NEMA LI 1-1998標(biāo)準(zhǔn)定義的某些要求的一類材料。FR4材料具有良好的熱，電和機(jī)械特性，以及良好的強(qiáng)度重量比，使其成為大多數(shù)電子應(yīng)用的理想選擇。FR4層壓板和半固化片由玻璃布，環(huán)氧樹脂制成，通常是成本最低的PCB材料。它尤其適用于層數(shù)較少的PCB –單面或雙面進(jìn)入多層結(jié)構(gòu)，通常少于14層。此外，基礎(chǔ)環(huán)氧樹脂可以與可顯著改善其熱性能，電性能，和UL火焰存活率/額定值–極大地提高了其在高速電路設(shè)計(jì)中以更低的成本用于更高層數(shù)構(gòu)建，更高熱應(yīng)力應(yīng)用以及更高電氣性能的能力。FR4層壓板和預(yù)浸料非常通用，可適應(yīng)廣泛接受的制造技術(shù)，并具有可預(yù)測(cè)的產(chǎn)量。

聚酰亞胺層壓板和預(yù)浸料：聚酰亞胺層壓板比FR4材料具有更高的溫度性能，并且電氣性能也略有改善。聚酰亞胺材料的成本比FR4高，但在苛刻和高溫環(huán)境下具有更高的生存能力。它們?cè)跓嵫h(huán)過程中也更穩(wěn)定，具有較少的膨脹特性，使其適合于多層數(shù)結(jié)構(gòu)。

鐵氟龍層壓板和粘結(jié)層：鐵氟龍層壓板和粘結(jié)材料具有出色的電氣性能，使其成為高速電路應(yīng)用的理想選擇。鐵氟龍材料比聚酰亞胺貴，但可以為設(shè)計(jì)人員提供所需的高速功能。聚四氟乙烯材料可以涂覆在玻璃織物上，但也可以制成無支撐薄膜，或使用特殊的填料和添加劑來提高機(jī)械性能。制造聚四氟乙烯印刷電路板通常需要具有獨(dú)特技能的勞動(dòng)力，專門的設(shè)備和工藝，并期望降低生產(chǎn)良率。

柔性層壓板：柔性層壓板很薄，可以折疊電子設(shè)計(jì)，而不會(huì)失去電氣連續(xù)性。它們沒有玻璃纖維作為支撐，而是以塑料薄膜為基礎(chǔ)。它們同等有效地折疊到設(shè)備中，以便一次性彎曲以安裝應(yīng)用程序，就像它們處于動(dòng)態(tài)彎曲狀態(tài)一樣，在這種情況下，電路將在設(shè)備壽命期內(nèi)連續(xù)折疊。柔性層壓板可以由高溫材料（例如聚酰亞胺和LCP（液晶聚合物））或成本極低的材料（例如聚酯和PEN）制成。由于撓性層壓板非常薄，因此制造撓性電路還可能需要獨(dú)特的熟練勞動(dòng)力，專門的設(shè)備和工藝以及較低的制造良率。

其他：市場(chǎng)上還有許多其他層壓板和粘合材料，包括BT，氰酸酯，陶瓷和將樹脂結(jié)合在一起以獲得獨(dú)特的電氣和/或機(jī)械性能特征的共混體系。由于體積遠(yuǎn)低于FR4，并且制造難度更大，因此通常認(rèn)為它們是PCB設(shè)計(jì)的昂貴替代品。

仔細(xì)選擇層壓板對(duì)于確保PCB具有適合最終應(yīng)用的正確的電氣，介電，機(jī)械和熱學(xué)性能非常重要。

混合印刷電路板

一些制造商將層壓板材料組合到混合系統(tǒng)中。一種常見的變體稱為剛性柔性 PCB，其中柔性電路和剛性層壓板被組合到混合包裝解決方案中，提供了柔性電路和傳統(tǒng)PCB的優(yōu)點(diǎn)。一些部分是柔性的，可以使板彎曲成一定形狀，或者彎曲數(shù)千次，同時(shí)保持電氣連續(xù)性。其他部分是剛性的，提供了現(xiàn)代電子產(chǎn)品所需的更高的電氣布線密度。剛性撓性板通常可以為當(dāng)今的電子設(shè)計(jì)師提供理想的封裝方法。

另一個(gè)常見的混合變體是在常規(guī)FR4或聚酰亞胺PCB內(nèi)包括特氟龍材料層。鐵氟龍層將在仍可制造的整個(gè)PCB封裝內(nèi)，為電子設(shè)計(jì)師提供針對(duì)高速信號(hào)優(yōu)化的層。

低流量和無流量的預(yù)浸料

制造剛性撓性板必不可少的一種材料是無或低流量的預(yù)浸料。流動(dòng)預(yù)浸料的制備與常規(guī)預(yù)浸料的制備略有相似，但是樹脂被推進(jìn)到更高的固化狀態(tài)。這將產(chǎn)生一片預(yù)浸料，樹脂將在其中流動(dòng)一點(diǎn)點(diǎn)，但不會(huì)過多。像傳統(tǒng)的預(yù)浸料一樣，一旦樹脂達(dá)到一定的溫度，它就會(huì)熱固并變硬。

在剛性撓性電路板制造中，沒有低流量的預(yù)浸料是至關(guān)重要的，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S樹脂向上流動(dòng)到電路板剛性部分的邊緣，而不會(huì)流到電路板的柔性部分上。如果剛性撓性制造商使用常規(guī)的預(yù)浸料，則樹脂會(huì)流出到撓性部分上，并使它們變得不撓性。無/低流量預(yù)浸料也通常用于將材料粘合到PCB上-例如用于柔性電路的散熱器和加固件，因?yàn)橄Ｍ麡渲牧鲃?dòng)速率低且可控。

低流量無預(yù)浸料的可用性非常有限，如果設(shè)計(jì)剛性軟板，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意選擇與相應(yīng)的流量無預(yù)浸料一起使用的層壓系統(tǒng)。剛性撓性制造商不能在剛性撓性設(shè)計(jì)中使用傳統(tǒng)的預(yù)浸料。同樣，無流量和低流量的預(yù)浸料在其應(yīng)用中由于銅的重量較重而受到限制，其中樹脂沒有足夠的流量來封裝電路。它們還具有專門的制造注意事項(xiàng)，必須加以適應(yīng)才能成功使用它們。

最受歡迎的PCB材料？

那就是FR-4，玻璃纖維增強(qiáng)層壓板，用阻燃環(huán)氧樹脂粘合。

只是它實(shí)際上不是材料，而是由美國(guó)貿(mào)易機(jī)構(gòu)NEMA（美國(guó)國(guó)家電氣制造商協(xié)會(huì)）指定的等級(jí)?！?FR”代表“阻燃劑”，表示該材料符合UL94VO。

FR-4有何優(yōu)點(diǎn)？

FR-4，也稱為FR4，價(jià)格低廉，用途廣泛。它是由預(yù)浸料制成的，預(yù)浸料本身是由玻璃纖維氈制成，并浸有環(huán)氧樹脂。它代表了與輕松鉆孔和金屬化相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它負(fù)責(zé)PCB的低成本生產(chǎn)，在RF /微波頻率下具有良好的性能。

FR-4提供：

高絕緣強(qiáng)度的電絕緣

高強(qiáng)度重量比

輕巧的

防潮性

相對(duì)耐溫性，因此您可以期望它在大多數(shù)環(huán)境條件下都能表現(xiàn)良好

FR-4有什么不好的地方？

盡管FR-4具有足夠的靈活性，易于在較大的機(jī)殼中作為PCB進(jìn)行機(jī)械加工和定位，但這里只有一個(gè)問題：

微波頻率下的高介電損耗（損耗因子）

這意味著對(duì)于數(shù)GHz以上的高速數(shù)字電路或高頻模擬應(yīng)用而言，它是一個(gè)糟糕的選擇

仔細(xì)看看FR-4

FR-4根據(jù)其屬性和應(yīng)用分為四個(gè)子類：

標(biāo)準(zhǔn)，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度T g為?130°C，有或沒有紫外線。最常見且使用最廣泛的類型。也是最實(shí)惠的FR-4

玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，Tg?170°C-180°C。與無鉛回流焊技術(shù)兼容；

無鹵素且兼容無鉛回流焊技術(shù)

CTI標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)≥400，≥600

FR-1，F(xiàn)R-2和FR-3

這三種主要用于單層PCB。那有什么區(qū)別呢？

FR-1 Tg?130°C

FR-2 Tg約為105°C

FR-3 Tg約為105°C，但FR-￡使用環(huán)氧樹脂粘合劑代替FR-2的酚醛樹脂

CEM-1：FR-4的便宜替代品

FR-4已經(jīng)是一種低成本的選擇，但CEM-1的成本更低。CEM代表復(fù)合環(huán)氧材料。像FR-4一樣，CEM-1是NEMA的分類。CEM-1由紙和兩層編織的玻璃環(huán)氧和苯酚化合物制成，僅用于生產(chǎn)單面印刷電路板，因?yàn)閷訅喊迮c孔中的金屬化工藝不兼容。介電性能與FR-4相似，但機(jī)械耐久性卻不如FR-4。可燃性等級(jí)為UL94-V0。

CEM-3：與FR-4非常相似

CEM-3用于帶電鍍孔的雙面PCB，每平方米的成本通常比FR-4低約1至2美元。根據(jù)特性和應(yīng)用，CEM-3層壓板分為以下子類：

標(biāo)準(zhǔn)，帶或不帶防紫外線

與無鉛回流焊技術(shù)兼容

無鹵素，無磷和銻，無毒

CTI標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)≥600

CEM系列的其余部分

CEM-2：纖維素紙芯和玻璃纖維織物表面

CEM-4與CEM-3非常相似，但不阻燃

CEM-5（也稱為CRM-5）具有聚酯編織玻璃芯

多層PCB使用哪種材料？

當(dāng)然，堆疊PCB的目的是節(jié)省空間。使用本指南與PCB墊片堆疊可以很容易做到這一點(diǎn)。

對(duì)于材料，與尺寸和電穩(wěn)定性有關(guān)的參數(shù)對(duì)于多層板至關(guān)重要。

? RO4000

如前所述，這種材料非常適合用于堆疊PCB。它具有介電常數(shù)的低溫系數(shù)以最大程度地減小相位變化，并具有與銅緊密匹配的z軸熱膨脹系數(shù)（CTE）。

? 剛?cè)岵牧?/p>

這些材料也稱為剛撓材料，效果很好。例如，PTFE特別適用于低損耗微波電路，但是由于其尺寸和介電常數(shù)隨溫度變化，它不適用于多層電路。

獲得PTFE電氣特性優(yōu)勢(shì)的解決方案是提高其結(jié)構(gòu)完整性。這是通過將材料的電性能與聚酰亞胺材料的機(jī)械性能相結(jié)合來完成的。

PCB基板的四種主要類型具有不同的優(yōu)勢(shì)，但是，當(dāng)然選擇哪種取決于您的應(yīng)用和預(yù)算。這里快速提醒您在考慮材料選擇時(shí)從何處開始。

印刷電路材料供應(yīng)商

我們重視與供應(yīng)商的關(guān)系，并使用多種來源的多種材料。

但是，我們幾乎每天都在使用某些工具，這有助于我們根據(jù)其屬性來描述流程，這些流程包括：

松下Felios：

松下Felios R-F775柔性覆銅板

杜邦Pyralux：

杜邦A(yù)P柔性覆銅層壓板

杜邦LF和FR覆蓋層和粘合層

日立：

聚酰亞胺層壓板

聚酰亞胺無流動(dòng)預(yù)浸料

阿爾?。?/p>

層壓板和不流動(dòng)的預(yù)浸料

isola：

層壓板和不流動(dòng)的預(yù)浸料
責(zé)任編輯：tzh