PCB的材料特性及其对电路板制造的影响

设计质量与易于制造或服务之间的这种联系几乎遍及每个行业，尤其是 PCB设计与制造。您对制作电路板的工艺和材料了解得越多，就越能设计出可以高效制造的高质量电路板。从这个角度进行设计需要了解和理解PCB材料的特性以及它们如何影响您的电路板的制造。

 

PCB材料特性

在解决PCB材料特性对电路板制造的影响之前，我们需要知道它们是什么。显着性质可以分类为机械，电气，热或化学性质。

机械性能

l 弯曲强度

板在弯曲应力下抵抗变形或破裂的能力。刚性，挠性和刚性-挠性的标准必须遵守IPC-6013C。

l 脱层时间

暴露于温度变化或潮湿的情况下，PCB层将保留多长时间的度量。

l 密度（g / cm 3）

电介质每体积的质量数。

l 剥离强度

铜层和电介质在热应力和化学应力作用下保持结合的能力。

电学特性

l 介电常数dk

影响PCB材料的信号完整性和阻抗。对于高速应用，应在很宽的频率范围内保持恒定。

l 相对介电常数

称为相对dk。

l 表面电阻率�S（Ω-m）

介电材料对电流流动的表面电阻的量度。容易随温度和湿度变化。应该很高，以利于良好的信号完整性。

l 体积电阻率�（Ω/ m2）

电介质体积电阻的度量。优选高以维持层之间的隔离。

l 耗散因数，Df

PCB材料的信号或功率损耗的量度。这不是数字信号的因素，但对于模拟信号可能会很重要，尤其是对于1 GHz以上的频率，因为Df随着频率的增加而增加。

l 电气强度（V / mil）

PCB抵抗z方向电击穿的能力。

 

热性能

l 玻璃化温度，Tg（℃）

PCB基板可逆地从硬变软的温度。应低于焊料温度。

l 分解温度，Td（°C）

PCB基板永久分解的温度。应低于焊料温度。

l 热膨胀系数，CTE（ppm）

PCB响应热的膨胀率。通常应保持尽可能低的水平。

l 导热系数，k（W / m）

通过材料传递热量的速率。与绝缘子相比，导体更高。

 

化学性质

l 耐二氯甲烷腐蚀性，MCR（％）

给出二氯甲烷的百分吸收率，二氯甲烷是PCB生产中使用的挥发性有毒溶剂。通常，电介质≤0.2％。

l 吸水率（％）

该值给出了浸入水中时PCB材料吸收的水分量。对于大多数材料，该值≤0.2％。可能会影响电介质的电气和热性能。

l 可燃性

符合《设备和电器零件塑料材料易燃性安全标准》 （UL 94），对材料响应燃烧可能燃烧多长时间有时间限制。每个样品的PCB材料限制为10s。

如上所示，要考虑许多PCB材料属性。现在，让我们看看如何使用此信息来优化电路板的制造过程。

 

管理PCB材料特性对电路板制造的影响

一旦您的电路板制造完毕，上面显示的PCB材料属性就变成了固定的参数，无法操纵或更改。这些参数将决定您的PCB的功能以及电路板的质量和可靠性。因此，有必要在设计过程中对其进行定义，以便将它们合并到制造过程中。在大多数情况下，要明确定义材料属性既困难又不必要。相反，确保属性在设计的可接受范围内就足够了。可以通过执行以下步骤来实现：

1.为您的电路板设计选择最佳材料

电路板的材料要求在很大程度上取决于电路板的功能和信号类型。因此，重要的是要了解板的类型和材料特性 为了选择能够满足您的设计要求的材料。

2.确定电路板的堆叠

除了选择构成PCB结构的材料之外，您还需要确定其垂直布局或 PCB堆叠。特别重要的是将影响PCB材料性能的各层的厚度值。

3.了解电路板的制造过程

为了选择能够满足您的要求的合同制造商（CM） 质量控制， 周转时间 要么 关键系统 能力，您需要了解PCB 制造步骤 以及您的选择如何影响他们。

 

充分了解PCB材料的特性以及它们如何影响您的电路板的制造将有助于您制造 最佳材料选择为您的设计。