PCB的材料特性及其對電路板制造的影響

設(shè)計(jì)質(zhì)量與易于制造或服務(wù)之間的這種聯(lián)系幾乎遍及每個(gè)行業(yè)，尤其是 PCB設(shè)計(jì)與制造。您對制作電路板的工藝和材料了解得越多，就越能設(shè)計(jì)出可以高效制造的高質(zhì)量電路板。從這個(gè)角度進(jìn)行設(shè)計(jì)需要了解和理解PCB材料的特性以及它們?nèi)绾斡绊懩碾娐钒宓闹圃臁?/span>

PCB材料特性

在解決PCB材料特性對電路板制造的影響之前，我們需要知道它們是什么。顯著性質(zhì)可以分類為機(jī)械，電氣，熱或化學(xué)性質(zhì)。

機(jī)械性能

l彎曲強(qiáng)度

板在彎曲應(yīng)力下抵抗變形或破裂的能力。剛性，撓性和剛性-撓性的標(biāo)準(zhǔn)必須遵守IPC-6013C。

l脫層時(shí)間

暴露于溫度變化或潮濕的情況下，PCB層將保留多長時(shí)間的度量。

l密度（g / cm 3）

電介質(zhì)每體積的質(zhì)量數(shù)。

l剝離強(qiáng)度

銅層和電介質(zhì)在熱應(yīng)力和化學(xué)應(yīng)力作用下保持結(jié)合的能力。

電學(xué)特性

l介電常數(shù)dk

影響PCB材料的信號完整性和阻抗。對于高速應(yīng)用，應(yīng)在很寬的頻率范圍內(nèi)保持恒定。

l相對介電常數(shù)

稱為相對dk。

l表面電阻率?S（Ω-m）

介電材料對電流流動(dòng)的表面電阻的量度。容易隨溫度和濕度變化。應(yīng)該很高，以利于良好的信號完整性。

l體積電阻率?（Ω/ m2）

電介質(zhì)體積電阻的度量。優(yōu)選高以維持層之間的隔離。

l耗散因數(shù)，Df

PCB材料的信號或功率損耗的量度。這不是數(shù)字信號的因素，但對于模擬信號可能會很重要，尤其是對于1 GHz以上的頻率，因?yàn)?/span>Df隨著頻率的增加而增加。

l電氣強(qiáng)度（V / mil）

PCB抵抗z方向電擊穿的能力。

熱性能

l玻璃化溫度，Tg（℃）

PCB基板可逆地從硬變軟的溫度。應(yīng)低于焊料溫度。

l分解溫度，Td（°C）

PCB基板永久分解的溫度。應(yīng)低于焊料溫度。

l熱膨脹系數(shù)，CTE（ppm）

PCB響應(yīng)熱的膨脹率。通常應(yīng)保持盡可能低的水平。

l導(dǎo)熱系數(shù)，k（W / m）

通過材料傳遞熱量的速率。與絕緣子相比，導(dǎo)體更高。

化學(xué)性質(zhì)

l耐二氯甲烷腐蝕性，MCR（％）

給出二氯甲烷的百分吸收率，二氯甲烷是PCB生產(chǎn)中使用的揮發(fā)性有毒溶劑。通常，電介質(zhì)≤0.2％。

l吸水率（％）

該值給出了浸入水中時(shí)PCB材料吸收的水分量。對于大多數(shù)材料，該值≤0.2％?？赡軙绊戨娊橘|(zhì)的電氣和熱性能。

l可燃性

符合《設(shè)備和電器零件塑料材料易燃性安全標(biāo)準(zhǔn)》 （UL 94），對材料響應(yīng)燃燒可能燃燒多長時(shí)間有時(shí)間限制。每個(gè)樣品的PCB材料限制為10s。

如上所示，要考慮許多PCB材料屬性。現(xiàn)在，讓我們看看如何使用此信息來優(yōu)化電路板的制造過程。

管理PCB材料特性對電路板制造的影響

一旦您的電路板制造完畢，上面顯示的PCB材料屬性就變成了固定的參數(shù)，無法操縱或更改。這些參數(shù)將決定您的PCB的功能以及電路板的質(zhì)量和可靠性。因此，有必要在設(shè)計(jì)過程中對其進(jìn)行定義，以便將它們合并到制造過程中。在大多數(shù)情況下，要明確定義材料屬性既困難又不必要。相反，確保屬性在設(shè)計(jì)的可接受范圍內(nèi)就足夠了?？梢酝ㄟ^執(zhí)行以下步驟來實(shí)現(xiàn)：

1.為您的電路板設(shè)計(jì)選擇最佳材料

電路板的材料要求在很大程度上取決于電路板的功能和信號類型。因此，重要的是要了解板的類型和材料特性 為了選擇能夠滿足您的設(shè)計(jì)要求的材料。

2.確定電路板的堆疊

除了選擇構(gòu)成PCB結(jié)構(gòu)的材料之外，您還需要確定其垂直布局或 PCB堆疊。特別重要的是將影響PCB材料性能的各層的厚度值。

3.了解電路板的制造過程

為了選擇能夠滿足您的要求的合同制造商（CM） 質(zhì)量控制， 周轉(zhuǎn)時(shí)間 要么 關(guān)鍵系統(tǒng) 能力，您需要了解PCB 制造步驟 以及您的選擇如何影響他們。

充分了解PCB材料的特性以及它們?nèi)绾斡绊懩碾娐钒宓闹圃鞂⒂兄谀圃?最佳材料選擇為您的設(shè)計(jì)。