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印刷电路板基材是PCB制造的核心材料,它为整个电路板提供机械支撑和电气绝缘。基材通常由玻璃纤维和环氧树脂复合而成,具有良好的机械强度和电气性能。在PCB的分层结构中,基材层位于中心位置,上下覆盖铜箔层用于走线,外层还有阻焊层保护。基材的选择直接影响PCB的性能表现,包括信号完整性、热稳定性和机械可靠性。
FR-4是印刷电路板最常用的基材,由玻璃纤维和环氧树脂复合而成。其关键特性参数包括TG值、阻燃性和玻璃布层数。TG值是玻璃化转变温度,表示基材从固态转为软化态的临界温度。常见的TG值有135度、155度和170度,TG值越高,基材的热稳定性越好。阻燃性等级94V0表示材料在垂直燃烧测试中能在10秒内自熄,具有优良的阻燃性能。玻璃布通常为8层,为基材提供必要的机械强度和尺寸稳定性。
不同层数的PCB对基材的要求差异很大。双面板结构最简单,适用于基础电路,基材选择相对简单,通常有4种选择。4层板增加了内层走线,信号完整性要求提高,基材选择增加到6种。6层板用于复杂信号处理和高密度布线,需要更高性能的基材,有5种选择且TG值范围扩展到170度。32层板是超高密度设计,对基材性能要求极其严苛,只提供2种专用高端基材,且必须使用TG170高温基材。层数越多,设计复杂度越高,对基材的热稳定性和电气性能要求也越严格。
PCB基材的主要品牌包括KB、台湾南亚和生益科技。KB品牌提供KB6164标准型和KB6165F高温型,部分型号带有水印标识。台湾南亚的NP-140F和NP-155F系列采用无水印设计,分别对应TG140和TG155温度等级。生益科技作为国内领先品牌,提供从S1000H标准型到S1000-3M超高温型的完整产品线。在选择时,不指定品牌具有较高性价比,指定品牌能保证质量稳定性,而高TG值基材适用于高温工作环境。对于32层板等高端应用,通常需要加收20到70元每平方米的费用。
PCB板厚选择需要综合考虑多个因素。从机械强度角度,薄板适用于小型设备,标准1.6毫米厚度通用性最好,厚板满足高强度要求。信号完整性方面,薄板阻抗控制困难,标准厚度阻抗稳定,厚板虽然层间距离大但信号传输延迟会增加。散热性能上厚板优于薄板,但需要平衡厚度与散热需求。成本方面,标准厚度成本最低,特殊厚度需要定制加工。统计显示,1.6毫米是最常用的标准厚度,占35%的使用频率。不同厚度适用于不同应用场景,从手机平板的超薄设计到工业控制的高可靠性要求。