電子產品設計開發關于PCB電路板基材的選擇
日(ri)期：2019-05-26 / 人氣： / 來源：www.189hi.cn
電子產品設計開發(fa)關(guan)于PCB電路板基材(cai)的選擇
電(dian)路(lu)(lu)板是電(dian)子(zi)產品的(de)(de)(de)核心(xin)部(bu)件，PCB電(dian)路(lu)(lu)板類(lei)型(xing)與尺(chi)寸的(de)(de)(de)選取通常應根據所(suo)設計的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)產品電(dian)路(lu)(lu)原理圖(tu)和(he)所(suo)用元(yuan)器件的(de)(de)(de)尺(chi)寸、體積、數量、相互間的(de)(de)(de)影響以及(ji)經濟因素來(lai)確定。PCB電(dian)路(lu)(lu)板的(de)(de)(de)尺(chi)寸要適中(zhong)，尺(chi)寸過大時(shi)(shi)，印制線條長，阻抗(kang)(kang)增加，不僅抗(kang)(kang)噪聲能力(li)下降，體積也(ye)大，且耐振動(dong)、沖擊能力(li)低，成本也(ye)高，不利于實(shi)現設備的(de)(de)(de)短、小、輕、薄；尺(chi)寸過小，組(zu)裝密度(du)過高，則散熱不好，同時(shi)(shi)易受鄰近線條干擾(rao)，所(suo)以在電(dian)子(zi)產品設計中(zhong)選擇(ze)PCB電(dian)路(lu)(lu)板的(de)(de)(de)類(lei)型(xing)和(he)尺(chi)寸時(shi)(shi)要綜合(he)考慮。
印制(zhi)電(dian)路板用(yong)的制(zhi)造材料，已由抗熱(re)沖擊性(xing)差、加(jia)工性(xing)能(neng)不(bu)好、價格高的環氧玻(bo)璃布敷銅板，轉向玻(bo)璃聚酰亞胺(an)及(ji)介電(dian)常數為 2.3~3.5、耐熱(re)性(xing)能(neng)特殊的凱(kai)普(pu)勒材料(一種(zhong)工程塑料)。目前，10 層以(yi)上的PCB電(dian)路板都(dou)采用(yong)玻(bo)璃聚酰亞胺(an)材料。
一般(ban)來說，印制(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)基(ji)材(cai)種類繁多，基(ji)材(cai)的選取(qu)主要取(qu)決于電(dian)路(lu)板(ban)的使用要求。選用印制(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)基(ji)材(cai)亦受到電(dian)路(lu)板(ban)組裝條件(jian)(jian)、安裝元器(qi)(qi)件(jian)(jian)的封裝形式、元器(qi)(qi)件(jian)(jian)的尺寸大小、元器(qi)(qi)件(jian)(jian)引(yin)腳數及引(yin)腳間(jian)距(ju)等因素的影響。
| 材料類型 | 主要特點 |
|---|---|
| 環氧-玻璃纖維材料 | 基板尺寸可選擇范圍寬，重量輕，可加工性好，介電性能好，可返工性好。X、Y、Z軸三個方向熱膨脹系數較大，導熱性能較差。 |
| 聚酰亞胺-玻璃纖維材料 | 基板尺寸可選擇范圍寬，重量輕，可加工性能好，介電性能好，可返工性好。X、Y 軸方向熱膨脹系數較小，Z 軸方向熱膨脹系數較大，導熱性能差，有吸水性。 |
| 環氧-芳族聚酰胺纖維材料 | 基板尺寸可選擇范圍寬，重量輕，介電性能好，可返工性好。X、Y軸方向熱膨脹系數較小，導熱性差，樹脂有微裂紋，Z軸方向熱膨脹系數較大，導熱性能差，有吸水性。 |
| 聚酰亞胺-芳族聚酰胺纖維材料 | 同上 |
| 陶瓷材料 | 導熱性好，熱膨脹系數小，可采用傳統的厚膜或薄膜工藝，可集成電阻。基板尺寸較小，較難加工，成本較高，易碎，介電常數大。 |
| 聚酰亞胺-石英材料 | 基板尺寸可選擇范圍寬，重量輕，介電性能好，可返工性好。X、Y 軸方向熱膨脹系數較小，導熱性差，Z軸方向熱膨脹系數較大，不易鉆孔，價格高，樹脂含量低。 |
| 玻璃纖維-芳族復合纖維材料 | 無表面裂紋，Z軸方向熱膨脹系數較小，重量輕，介電性能好，可返工性好，導熱性差，X、Y軸方向熱膨脹系數較大，有吸水性，保留處理溶液。 |
| 玻璃纖維-聚四氟乙烯層壓材料 | 介電性能好，可允許工作溫度高，低溫下的穩定性能較差，X、Y 軸方向熱膨脹系數較大。 |
| 撓性介電材料 | 重量輕，熱膨脹系數小，結構上有柔性。尺寸大小受限。 |
應(ying)用(yong)(yong)于(yu)高(gao)壓電路(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)選(xuan)擇(ze)高(gao)壓絕緣性(xing)能良好的(de)(de)(de)(de)(de)印(yin)制電路(lu)(lu)(lu)板(ban)基(ji)(ji)板(ban)；應(ying)用(yong)(yong)于(yu)高(gao)頻(pin)電路(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)選(xuan)擇(ze)高(gao)頻(pin)損耗小的(de)(de)(de)(de)(de)印(yin)制電路(lu)(lu)(lu)板(ban)基(ji)(ji)板(ban)；應(ying)用(yong)(yong)于(yu)工業環境的(de)(de)(de)(de)(de)電路(lu)(lu)(lu)要(yao)(yao)選(xuan)擇(ze)性(xing)能穩定，參數分(fen)散(san)性(xing)小的(de)(de)(de)(de)(de)印(yin)制電路(lu)(lu)(lu)板(ban)基(ji)(ji)板(ban)；應(ying)用(yong)(yong)于(yu)潮(chao)濕環境的(de)(de)(de)(de)(de)電路(lu)(lu)(lu)要(yao)(yao)選(xuan)擇(ze)耐濕性(xing)能良好，漏電小的(de)(de)(de)(de)(de)印(yin)制電路(lu)(lu)(lu)板(ban)基(ji)(ji)板(ban)；應(ying)用(yong)(yong)于(yu)低頻(pin)、低壓電路(lu)(lu)(lu)及(ji)民用(yong)(yong)電路(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)選(xuan)擇(ze)經濟性(xing)好的(de)(de)(de)(de)(de)印(yin)制電路(lu)(lu)(lu)板(ban)基(ji)(ji)板(ban)。
| 特性 | X、Y熱膨脹系數E/10-4·℃-1 | 導熱率λ/W·m-1·℃-1 | X、Y擴張模量E/10-6N·cm-2 | 介電常數ε(1MHz) | 體電阻率ρ/Ω·cm-3 | 表面電阻率ρ/Ω·cm-2 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 環氧-玻璃纖維材料 | 13~18 | 0.16 | 1.7 | 4.8 | 1012 | 1013 |
| 聚酰亞胺-玻璃纖維材料 | 6·8 | 0.35 | 1.9 | 4.4 | 1014 | 1015 |
| 環氧-芳族聚 酰胺纖維 材料 | - | 0.12 | 3.0 | 4.1 | 1016 | 1016 |
| 聚酰亞胺-芳族聚酰胺纖維材料 | 3·7 | 0.15 | 2.7 | 3.6 | 1012 | 1012 |
| 聚酰亞胺-石英材料 | 6·8 | 0.30 | - | 4.0 | 109 | 108 |
| 玻璃纖維-聚四氟乙烯層壓材料 | 20 | 0.26 | 0.1 | 2.3 | 1010 | 1011 |
| 陶瓷材料(Al2O3) | 5·7 | 44.0 | 5.5 | 1014 | - | - |
為了(le)增強PCB電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)板(ban)的(de)(de)(de)導熱(re)能(neng)力，應采用(yong)導熱(re)PCB電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)板(ban)，目(mu)前常用(yong)的(de)(de)(de)導熱(re)PCB電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)板(ban)有(you)導熱(re)條式(shi)、導熱(re)板(ban)式(shi)(又稱冷板(ban)式(shi))和金屬夾芯PCB電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)板(ban)，其(qi)中，導熱(re)條(板(ban))可(ke)以是實(shi)心的(de)(de)(de)也可(ke)以是空(kong)(kong)心的(de)(de)(de)，空(kong)(kong)心的(de)(de)(de)效果更(geng)好。印制電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)板(ban)的(de)(de)(de)散熱(re)能(neng)力與許多(duo)因素有(you)關，如PCB電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)板(ban)的(de)(de)(de)材料(liao)、導熱(re)條(板(ban))的(de)(de)(de)材料(liao)、PCB電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)板(ban)的(de)(de)(de)尺寸以及電(dian)(dian)(dian)子元器件的(de)(de)(de)安裝方式(shi)和組裝密(mi)度等。
| 材料性質 | 熱膨脹系數 | 熱傳導性 | 擴張模量 | 介電常數 | 體電阻率 | 表面電阻率 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 溫度與功率循環 | * | * | * | |||
| 振動 | * | |||||
| 機械沖擊 | * | |||||
| 溫度與濕度 | * | * | * | * | ||
| 功率密度 | * | |||||
| 芯片載體尺寸 | * | * | ||||
| 電路密度 | * | * | * | |||
| 電路速度 | * | * | * |
【格亞信電子】是專業從事電子產品設計、電子方案開發、電子產品PCBA加工的深圳電(dian)(dian)子方(fang)案公(gong)司，主要設計電(dian)(dian)子產品包(bao)括工控、汽(qi)車、電(dian)(dian)源、通信、安(an)防、醫療(liao)電(dian)(dian)子產品開(kai)發。
公司核心(xin)業務是(shi)提供(gong)以工(gong)控電(dian)(dian)子(zi)(zi)、汽車電(dian)(dian)子(zi)(zi)、醫療(liao)電(dian)(dian)子(zi)(zi)、安防電(dian)(dian)子(zi)(zi)、消費電(dian)(dian)子(zi)(zi)、通(tong)訊電(dian)(dian)子(zi)(zi)、電(dian)(dian)源電(dian)(dian)子(zi)(zi)等多領域的電(dian)(dian)子(zi)(zi)產品設(she)計、方案開發及(ji)加(jia)工(gong)生產的一(yi)站式PCBA服務，為滿(man)足不同客戶需(xu)求可(ke)提供(gong)中小批量PCBA加(jia)工(gong)。
公司產(chan)(chan)品涵蓋工(gong)(gong)(gong)業(ye)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)設備(bei)控(kong)制(zhi)(zhi)設備(bei)電子(zi)開(kai)發、汽車MCU電子(zi)控(kong)制(zhi)(zhi)系統方(fang)案設計、伺(si)服控(kong)制(zhi)(zhi)板PCBA加工(gong)(gong)(gong)、數控(kong)機床主板PCBA加工(gong)(gong)(gong)，智能家居電子(zi)研(yan)發、3D打印機控(kong)制(zhi)(zhi)板PCBA加工(gong)(gong)(gong)等(deng)領域。業(ye)務流程(cheng)包(bao)括電子(zi)方(fang)案開(kai)發設計、PCB生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)、元器件(jian)采(cai)購、SMT貼片加工(gong)(gong)(gong)、樣機制(zhi)(zhi)作調試、PCBA中小批量加工(gong)(gong)(gong)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)、后期質保維護一(yi)站式PCBA加工(gong)(gong)(gong)服務。
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作者：電子產品設計
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