关于制造中使用的PCB材料和层压板

PCB材料的选择是PCB设计过程中的第一步。为您的设计选择合适的材料非常重要，因为它会影响电路板的整体性能。

在选择开始之前，有很多因素需要考虑。确保材料财产符合您的特定电路板要求和最终应用。

我们在制造多氯联苯时面临的主要问题之一是，设计者往往过于依赖材料数据表。数据表为设计师提供了材料电气财产的全面描述。然而，当考虑各种现实世界的制造问题时，数据表是不够的，而现实世界的生产问题很重要，因为它们会影响产量和成本。

在这篇博客文章中，我们将重点关注以下几点：

印刷电路板材料：

PCB材料：覆铜层压板

使用以下3项制造印刷电路板：

预浸料：B级材料，具有粘性，可以粘合不同的层压板或箔。

铜箔：PCB上的导电迹线。

覆铜层压板（芯材）：通过预浸料和铜箔进行层压和固化。

PCB材料：箔、芯和预浸料

如何选择PCB层压板？

PCB层压板由介电材料制成。在选择PCB层压板时，我们需要考虑所用电介质材料的一些关键特性。这些属性包括：

热性能电气特性

玻璃化转变温度（Tg）介电常数（Dk）

分解温度（Td）损失正切或损失因子（Tanδ或Df）

导热系数（k）

热膨胀系数（CTE）

玻璃化转变温度（Tg）：随着聚合物链变得更容易移动，PCB基板从玻璃化、刚性状态变为软化、可变形状态的温度。Tg以摄氏度（ºC）表示。

玻璃化转变温度（Tg）

370人力资源

180摄氏度

罗杰斯4350B 280°C

分解温度（Td）：材料发生化学分解的温度。国际单位制单位：摄氏度。

分解温度（Td）

370人力资源

340摄氏度

罗杰斯4350B 390°C

导热系数（k）：材料的导热性能；低导热率意味着低传热，而高导电率意味着高传热。国际单位制：瓦特/米-开尔文。

导热系数（k）

370人力资源

0.4瓦/米

罗杰斯4350B 0.69瓦/米

热膨胀系数（CTE）：PCB材料在加热时的膨胀率。CTE以每加热摄氏度百万分之一（ppm）表示。国际单位制：PPM/°C。

当材料的温度上升到Tg以上时，CTE也会上升。

基板的CTE通常比铜的CTE高得多，当PCB被加热时，这会导致互连问题。

X轴和Y轴的CTE通常低至每摄氏度约10至20ppm。这通常是由于编织玻璃在X和Y方向上限制了材料。即使材料的温度上升到Tg以上，CTE也不会有太大变化。因此，材质必须在Z方向上展开。

沿Z轴的CTE应尽可能低；目标是低于每摄氏度70 ppm，这将随着材料超过Tg而增加。

材料的膨胀是通过热膨胀系数（CTE）来测量的。此图显示了Z方向上的CTE。要了解更多关于PCB材料热考虑因素的信息，请阅读我们的文章PCB组件中的热分析是什么

热膨胀系数（CTE）

370人力资源

X 13 ppm/°C

Y 14 ppm/°C

Z 45 ppm/°C

罗杰斯4350B X 10 ppm/°C

Y 12 ppm/°C

Z 32 ppm/°C

介电常数（Dk）或相对磁导率（Er）：材料的介电常数与自由空间（即真空）的介电系数之比。它也被称为相对渗透率。

数据表适用于材料中特定的（通常为50%）树脂含量百分比。芯材或预浸料中树脂的实际百分比因成分而异，因此Dk会有所不同。铜的百分比和挤压预浸料坯的厚度将最终决定介质的高度。

大多数使用的PCB材料的Er在2.5和4.5之间的范围内。在某些微波应用中，也使用具有较高Er值的材料。它通常随着频率的增加而减小。

介电常数（Dk）或相对磁导率（Er）

370人力资源

树脂含量为50%时为3.92

罗杰斯4350B 3.48

损耗角正切（tanδ）或损耗因数（Df）：损耗角正切或损耗因数是电介质中电阻电流和无功电流之间的相位角正切。介电损耗随着Df值的增加而增加。低的Df值导致“快速”衬底，而大的值导致“慢速”衬底。Df随频率略有增加；对于Df值非常低的高频材料，其随频率的变化非常小。数值范围为0.001至0.030。

10 GHz损耗正切370人力资源0.0250 Rogers 4350B 0.0037

信号损耗和工作频率

信号损耗包括介电损耗和铜损耗。

介电损耗是总信号损耗的一部分：介电材料由极化分子组成。这些分子在信号轨迹上的时变信号产生的电场中振动。这加热了介电材料，并导致介电损耗作为信号损耗的一部分。信号损耗随着频率的增加而增加。这种损失可以最小化