印刷电路板小课堂-材料篇

印刷电路板 ( Printed Circuit Board, PCB ) 的材料选择对于其性能、可靠性和成本有着重要影响。PCB 厂制作印刷电路板，是用材料厂预制的材料做加工，就像成衣厂也是用纺织厂制作的布料来制做衣服。

以下介绍几种主要的 PCB 材料，包括基板材料、预浸材料与铜箔：

基板材料（Core）

定义：基板材料是由 绝缘材料 和 铜箔 贴合组成的。选用时会涵盖零件的发热因素，确保板材的稳定性。

常见的基板材料：

• FR2：浸渍有酚醛树脂的纸，通常额定温度为 105 °C。
• FR4：浸渍环氧树脂的玻璃纤维布，通常额定温度为 130 °C。
• 金属芯板：例如基于 FR4 的材料，压合在铝板上。需要大量冷却的产品会采用。

预浸材料（PP, Prepreg）

定义：预浸材料是浸渍环氧树脂的 玻璃纤维，用于不同铜箔层之间堆叠的绝缘材料。玻璃纤维的密度会影响介电系数与材料厚度。

PP 孔隙造成阻抗变化较大的原因是介质不均匀，如 图 1 所示：

经过纤维束较多的部分，孔隙少介电常数较高（左）；经过纤维束较少的部分，孔隙多介电常数较低（右）。

图 1 PP 孔隙示意图

如果希望阻抗保持较为稳定且均匀，则需要选择编织较为紧密的 PP。图 2 展示了几种常见的材料编号，并以示意图呈现编织密度的差异。

图 2 不同编织密度的 PP 材料

通常 PCB 厂在压合时，两层铜箔层之间最多叠两层 PP，以确保粘贴稳固。图 3 中的 L3、L4 和 L5、L6 各使用了两层 7628 堆叠，而 L1、L2 和 L7、L8 则使用了一层 2116。

图 3 PP 压合在 PCB 的表示方式

铜箔（Copper Foil）

定义：铜箔 是形成导电路径的材料，包括 Core 贴合的铜箔形式，以及后续工艺中叠加在 PP 上的铜箔形式，选择时需要考虑用途和工艺顺序。

铜箔的厚度通常以盎司（oz）为简称，定义为每平方英尺（ft²）面积内的铜箔重量，单位可以写为 oz/ft²，可参照 表 1。

表 1 铜箔厚度对照表

高密度大电流设计，通常会选用较厚的铜箔，以避免因铜箔截面积不足而导致的发热现象。而高密度信号线则采用较薄的铜箔，以防止过度蚀刻造成的粗细不均问题。图 4 展示了不同厚度铜箔蚀刻的情况。为了实现最小安全线距，通常选用较薄的铜箔，避免过度蚀刻的现象。

图 4 高密度信号线蚀刻差异（切面图）

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