25、PCB材料、制造方法与设计决策全解析

PCB材料、制造方法与设计决策全解析

1. 引言

在电子行业中，印刷电路板（PCB）是不可或缺的基础部件。从常见的数字手表到复杂的超级计算机，PCB的应用无处不在。本文将深入探讨PCB的材料选择、制造方法以及设计决策等关键方面，帮助读者全面了解PCB的相关知识。

2. PCB材料选择

2.1 材料分类

用于封装电子电路的材料种类繁多，大致可分为三类：增强有机材料、非增强有机材料和无机材料。它们分别主要用于刚性PCB、柔性和微波/射频PCB以及多芯片模块。

2.2 重要材料特性

制造PCB时，有几个重要的材料特性需要考虑：
- 玻璃化转变温度（Tg） ：树脂体系中热膨胀系数从缓慢变化率急剧转变为快速变化率的温度。对于非常厚的PCB，高Tg对于防止焊接过程中的桶裂或焊盘断裂至关重要。
- 热膨胀系数（TCE） ：表面贴装组装过程使印刷线路组件比典型的通孔工艺承受更多的温度冲击。同时，引脚密度的增加导致设计师使用越来越多的层，使电路板更容易受到基础材料热膨胀系数TCE相关问题的影响，特别是材料在z轴方向的膨胀，这会在镀铜孔中产生应力，成为可靠性问题。
- 相对介电常数（er） ：该特性衡量电介质对走线与周围结构之间电容的影响。这种电容会影响阻抗以及信号沿信号线传播的速度。较高的er会产生较低的阻抗、较高的电容和较低的信号速度。
- 损耗角正切（tan (f)）或耗散因数 ：衡量绝缘材料从通过它的电磁场中吸收一些交流能量的趋势。