《探究印刷电路板的制作材料》课件

探究印刷电路板的制作材料目录1PCB基础知识了解PCB的定义、重要性和应用领域，为后续内容打下基础2PCB材料概述对PCB的基板材料、导电材料、绝缘材料和保护材料进行总体介绍3PCB制作工艺简述PCB的主要制作步骤和工艺流程，了解PCB的制造过程未来发展趋势基础知识PCB什么是的重要性的应用领域PCB PCBPCB印刷电路板（Printed CircuitBoard，简称PCB为电子元件提供机械支撑和电气连PCB广泛应用于消费电子、通信、工业控PCB）是一种将电子元件连接起来的基接，简化了电子产品的组装过程，提高制、医疗设备、航空航天等各个领域板，通过印刷技术将电路布线和元件焊了产品的可靠性和稳定性没有PCB，现无论是智能手机、电脑，还是汽车、飞盘制作在绝缘基板上它是电子设备中代电子设备将难以实现小型化、高性能机，都离不开PCB的身影不可或缺的组成部分，被称为“电子产品和低成本之母”的结构PCB单面板单面板是最简单的PCB结构，只有一面有铜箔线路，元件焊接在另一面适用于对成本要求较高、电路复杂度较低的产品双面板双面板的两面都有铜箔线路，可以通过孔将两面的线路连接起来相比单面板，双面板可以实现更复杂的电路设计多层板多层板由多层单面板或双面板压合而成，层间通过孔连接多层板可以实现更高的电路密度和更好的电气性能，适用于高端电子产品材料概述PCB基板材料导电材料提供机械支撑和绝缘，常见的有FR-

4、陶瓷、金属等用于形成电路布线，常见的有铜箔、铝箔、银浆等绝缘材料保护材料用于隔离不同电路，常见的有环氧树脂、聚酰亚胺等用于保护电路板表面，常见的有阻焊油墨、OSP等基板材料概述定义作用常见类型基板材料是PCB的基支撑电子元件，隔离电FR-

4、FR-

1、CEM-

1、础，提供机械支撑、电路，散热，影响PCB的陶瓷、金属、聚酰亚气绝缘和散热功能电气性能和可靠性胺、PTFE等基板材料FR-4组成特性应用FR-4是一种环氧树脂玻璃布基板，由环FR-4具有良好的电气绝缘性、机械强FR-4广泛应用于各种电子产品，如消费氧树脂和玻璃纤维布复合而成环氧树度、耐热性和耐化学腐蚀性它也易于电子、通信设备、计算机、工业控制脂提供电气绝缘性，玻璃纤维布提供机加工，成本适中，是应用最广泛的PCB基等它是通用型PCB的首选材料械强度板材料基板材料和FR-1FR-2组成特性应用FR-1和FR-2是纸质基板，浸渍酚醛树FR-1和FR-2的成本较低，易于加工，但FR-1和FR-2主要应用于低端电子产品，脂FR-1的耐热性优于FR-2电气性能和机械强度较差，耐热性也较如玩具、简单家用电器等由于环保要低它们不适用于高频电路求提高，其应用正在逐渐减少基板材料和CEM-1CEM-3组成特性应用CEM-1是一种复合材料基板，由纸质基CEM-1的成本低于FR-4，但电气性能和CEM-1主要用于替代FR-4在一些低端应材和玻璃纤维布复合而成，浸渍环氧树机械强度也稍逊CEM-3的性能接近FR-用中的地位CEM-3用于对性能有一定脂CEM-3是一种玻璃布基板，浸渍环4，但成本略高要求的电子产品，如显示器、电源等氧树脂基板材料陶瓷基板组成特性应用陶瓷基板由氧化铝、氮化铝等陶瓷材料陶瓷基板具有极高的导热性，适合高功陶瓷基板主要应用于高功率LED、功率制成陶瓷材料具有优异的耐热性、导率电子器件的散热其耐高温、耐腐放大器、微波器件、汽车电子等对散热热性和电气绝缘性蚀、电气性能稳定，但成本较高，加工要求极高的领域也用于一些高端医疗难度大设备和航空航天设备基板材料金属基板组成特性应用金属基板由铝、铜、铁等金属材料制金属基板的导热性能极佳，散热效率金属基板主要应用于LED照明、电源模成金属基板具有优异的导热性和机械高，适合高功率电子器件其机械强度块、汽车电子、工业设备等对散热要求强度高，可靠性好，但电气绝缘性较差，需较高的领域也用于一些大功率音响设要特殊设计备基板材料聚酰亚胺基板组成特性应用聚酰亚胺（PI）是一种高性能聚合物材聚酰亚胺基板具有极佳的柔韧性，可以聚酰亚胺基板主要应用于手机、平板电料，具有优异的耐高温性、电气绝缘性弯曲、折叠，适合制作各种异形电路脑、可穿戴设备、医疗设备等需要柔性和柔韧性聚酰亚胺基板通常用于制作板其耐高温性好，电气性能稳定，但电路板的领域也用于航空航天领域的柔性电路板（FPC）成本较高特殊应用基板材料基板PTFE组成特性应用PTFE（聚四氟乙烯）是一种高性能聚合PTFE基板具有极低的介电常数和介电损PTFE基板主要应用于微波电路、射频电物材料，具有极低的介电常数和介电损耗，适合高频信号传输其耐高温、耐路、高速数字电路等高频领域也用于耗PTFE基板通常用于制作高频电路腐蚀、电气性能稳定，但机械强度较一些高端通信设备和雷达系统板低，成本较高基板材料比较材料优点缺点应用FR-4成本低，易加工，耐热性一般，高通用电子产品综合性能好频性能较差陶瓷导热性极佳，耐成本高，加工难高功率LED，微高温，电气性能度大波器件稳定金属导热性极佳，机电气绝缘性差，LED照明，电源械强度高需要特殊设计模块聚酰亚胺柔韧性极佳，耐成本高柔性电路板高温PTFE介电常数低，介机械强度低，成高频电路电损耗低本高导电材料概述定义作用常见类型导电材料是PCB中用于传输电流和信号，影响铜箔、铝箔、银浆、碳形成电路布线的材料，PCB的电气性能和信号浆等负责传输电流和信号完整性导电材料铜箔类型制作方法特性电解铜箔通过电解法沉积而成，成本铜箔通过化学或物理方法附着在基板铜箔具有优异的导电性、可焊性和抗腐较低压延铜箔通过压延法制成，具上，形成电路布线常见的有减成法蚀性它是PCB中最常用的导电材料有更好的延展性和抗疲劳性（蚀刻）和加成法（电镀）导电材料铝箔特性应用与铜箔的比较铝箔的导电性低于铜箔，但密度较低，铝箔主要应用于对重量有较高要求的场铜箔的导电性、可焊性和抗腐蚀性优于成本也较低铝箔容易氧化，需要进行合，如航空航天领域也用于一些低端铝箔，但成本较高在大多数应用中，表面处理电子产品铜箔是首选的导电材料导电材料银浆组成特性应用银浆由银粉、树脂和溶剂混合而成银银浆具有良好的导电性和可印刷性其银浆主要应用于薄膜开关、键盘、太阳粉提供导电性，树脂提供粘结力成本较高，容易迁移，不适用于高可靠能电池等也用于一些柔性电路板的制性应用作导电材料碳浆组成特性应用碳浆由碳粉、树脂和溶剂混合而成碳碳浆的导电性较差，但成本极低，耐磨碳浆主要应用于电位器、键盘、遥控器粉提供导电性，树脂提供粘结力性好它主要用于制作碳膜电阻和导电等也用于一些低端电子产品的导电涂涂层层导电材料比较材料优点缺点应用铜箔导电性好，可成本较高通用电子产品焊性好，抗腐蚀性好铝箔密度低，成本导电性较差，航空航天，低较低易氧化端电子产品银浆导电性好，可成本高，易迁薄膜开关，键印刷性好移盘碳浆成本极低，耐导电性差电位器，键盘磨性好绝缘材料概述定义作用常见类型绝缘材料是PCB中用于隔离电路，提高PCB的环氧树脂、聚酰亚胺、隔离不同电路的材料，可靠性和安全性，影响BT树脂、LCP等防止短路和漏电PCB的电气性能绝缘材料环氧树脂组成特性应用环氧树脂是一种热固性聚合物，由环氧环氧树脂具有良好的电气绝缘性、机械环氧树脂广泛应用于各种PCB，如FR-基团和固化剂组成环氧树脂具有良好强度、耐化学腐蚀性和耐湿性它也易

4、CEM-1等也用于电子元件的封装和的电气绝缘性和机械强度于加工，成本适中，是应用最广泛的PCB涂覆绝缘材料绝缘材料聚酰亚胺特性应用与环氧树脂的比较聚酰亚胺（PI）具有优异的耐高温性、电聚酰亚胺主要应用于柔性电路板（FPC）聚酰亚胺的耐高温性和柔韧性优于环氧气绝缘性和柔韧性它可以在高温下长和高温应用领域也用于一些高端电子树脂，但成本较高在需要高温性能和期使用，电气性能稳定产品的绝缘涂层柔韧性的场合，聚酰亚胺是首选的绝缘材料绝缘材料树脂BT组成特性应用BT树脂是一种双马来酰亚胺三嗪树脂，BT树脂具有良好的耐热性、电气性能和BT树脂主要应用于高端电子产品，如服具有优异的耐热性和电气性能BT树脂耐湿性其成本高于环氧树脂，但低于务器、路由器、通信设备等也用于一的吸湿性较低，适合高可靠性应用聚酰亚胺些高密度互连（HDI）板的制作绝缘材料LCP特性应用优缺点LCP（液晶聚合物）具有极低的介电常数LCP主要应用于高频电路、微波电路、射LCP的优点是电气性能优异，缺点是成本和介电损耗，适合高频信号传输LCP的频电路等高频领域也用于一些高端通较高，加工难度较大在需要极高频率吸湿性极低，尺寸稳定性好信设备和天线性能的场合，LCP是首选的绝缘材料绝缘材料比较材料优点缺点应用环氧树脂成本低，易加耐热性一般通用电子产品工，综合性能好聚酰亚胺耐高温，柔韧成本高柔性电路板，性好高温应用BT树脂耐热性好，电成本较高高端电子产气性能好品，HDI板LCP介电常数低，成本高，加工高频电路介电损耗低难度大保护材料概述定义作用常见类型保护材料是PCB中用于保护电路板表面，提高阻焊油墨、碳油、保护电路板表面的材PCB的可靠性和寿命，OSP、镀金、镀银、镀料，防止氧化、腐蚀和改善PCB的可焊性锡等污染保护材料阻焊油墨组成特性应用阻焊油墨是一种聚合物涂层，由树脂、阻焊油墨具有良好的绝缘性、耐化学腐阻焊油墨广泛应用于各种PCB它是最常颜料、填料和助剂组成阻焊油墨可以蚀性和耐磨性它可以有效地保护电路用的PCB保护材料防止焊接时焊锡桥连，保护电路板表板表面，提高PCB的可靠性和寿命面保护材料碳油特性应用与阻焊油墨的比较碳油是一种含有碳粉的涂层，具有一定碳油主要应用于键盘、遥控器、薄膜开碳油具有一定的导电性，而阻焊油墨是的导电性和耐磨性碳油主要用于制作关等也用于一些低端电子产品的导电绝缘的碳油的耐磨性较好，但保护性碳膜按键和导电触点触点能较差阻焊油墨的保护性能较好，但耐磨性较差保护材料OSP定义特性应用OSP（有机可焊性保护膜）是一种有机化OSP具有良好的可焊性和环保性其成本OSP主要应用于对环保要求较高、焊接密合物薄膜，通过化学方法在铜表面形较低，但耐磨性和耐腐蚀性较差OSP在度较高的PCB也用于一些消费电子产成OSP可以防止铜表面氧化，提高PCB高温和潮湿环境下容易失效品的可焊性保护材料镀金工艺特性应用镀金是在PCB表面镀上一层金金具有优镀金具有极佳的导电性、耐腐蚀性和可镀金主要应用于连接器、金手指、高频异的导电性、耐腐蚀性和可焊性镀金焊性其成本较高，但可靠性极高镀电路等对可靠性要求极高的领域也用通常采用化学镀或电镀方法金适用于高可靠性应用于一些高端电子产品保护材料镀银工艺特性应用镀银是在PCB表面镀上一层银银具有良镀银具有良好的导电性和可焊性其成镀银主要应用于开关触点、导电橡胶好的导电性和可焊性镀银通常采用化本低于镀金，但容易氧化，需要进行表等也用于一些对成本敏感的电子产学镀或电镀方法面处理品保护材料镀锡工艺特性应用镀锡是在PCB表面镀上一层锡锡具有良镀锡具有良好的可焊性，成本较低但镀锡主要应用于对成本要求较高、焊接好的可焊性镀锡通常采用化学镀或电锡容易长锡须，需要进行特殊处理镀密度较低的PCB也用于一些低端电子产镀方法锡的耐腐蚀性较差品保护材料比较材料优点缺点应用阻焊油墨绝缘性好，耐化无通用电子产品学腐蚀，耐磨OSP可焊性好，环保耐磨性差，耐腐高密度PCB，消蚀性差费电子镀金导电性极佳，耐成本极高连接器，金手指腐蚀，可焊性好镀银导电性好，可焊易氧化开关触点，导电性好橡胶镀锡可焊性好，成本易长锡须，耐腐低端电子产品低蚀性差制作工艺概述PCB主要步骤PCB制作的主要步骤包括设计与布局、制作底片、钻孔、电镀、图形转移、蚀刻、阻焊、表面处理、电气测试和切割成型工艺流程图PCB制作的工艺流程图描述了各个步骤之间的关系和顺序了解工艺流程图有助于更好地理解PCB的制作过程制作工艺设计与布局PCB软件设计规则注意事项CADPCB设计需要使用专业的CAD软件，如PCB设计需要遵循一定的设计规则，如线PCB设计需要注意信号完整性、电源完整Altium Designer、PADS等CAD软件可宽、线距、过孔尺寸等设计规则的制性和电磁兼容性（EMC）合理的布局以帮助工程师完成电路原理图设计、PCB定需要考虑电气性能、加工工艺和成本和布线可以有效地提高PCB的电气性能和布局和布线等工作因素可靠性制作工艺制作底片PCB底片类型制作方法质量控制PCB制作需要使用底片，底片分为正片和底片可以通过菲林绘图仪或激光直接成底片的质量直接影响PCB的制作质量需负片正片用于制作线路，负片用于制像（LDI）设备制作LDI设备可以提高要对底片的尺寸、精度和洁净度进行严作焊盘底片的精度和质量格的控制制作工艺钻孔PCB钻孔设备钻孔工艺质量控制PCB钻孔需要使用专业的钻孔设备，如数PCB钻孔需要选择合适的钻头和钻孔参钻孔的质量直接影响PCB的电气性能和可控钻床数控钻床可以精确地控制钻孔数钻孔参数的设置需要考虑材料、孔靠性需要对孔径、孔壁粗糙度和孔位的位置和深度径和孔深等因素精度进行严格的控制制作工艺电镀PCB电镀原理电镀工艺质量控制电镀是一种利用电化学方法在金属表面PCB电镀需要选择合适的电镀液和电镀参电镀的质量直接影响PCB的电气性能和可沉积金属薄膜的工艺电镀可以提高PCB数电镀参数的设置需要考虑材料、厚靠性需要对镀层厚度、结合力和均匀的导电性、耐腐蚀性和可焊性度和电流密度等因素性进行严格的控制制作工艺图形转移PCB干膜法丝网印刷法喷墨印刷法干膜法是一种利用光致抗蚀剂将电路图丝网印刷法是一种利用丝网将电路图形喷墨印刷法是一种利用喷墨打印机将电形转移到PCB表面的工艺干膜具有精度转移到PCB表面的工艺丝网印刷法具有路图形转移到PCB表面的工艺喷墨印刷高、操作简单等优点成本低、效率高等优点法具有灵活性高、无接触等优点制作工艺蚀刻PCB蚀刻原理蚀刻工艺环境保护措施蚀刻是一种利用化学方法去除不需要的PCB蚀刻需要选择合适的蚀刻液和蚀刻参PCB蚀刻会产生大量的废液，需要进行处金属的工艺蚀刻可以形成清晰的电路数蚀刻参数的设置需要考虑材料、线理和回收环保措施的实施可以有效地图形宽和蚀刻速度等因素减少对环境的污染制作工艺阻焊PCB阻焊材料阻焊工艺质量控制阻焊材料是一种聚合物涂层，用于保护PCB阻焊需要选择合适的阻焊材料和阻焊阻焊的质量直接影响PCB的可靠性和寿PCB表面，防止焊接时焊锡桥连常用的工艺阻焊工艺包括涂布、曝光、显影命需要对阻焊层的厚度、附着力和耐阻焊材料有液态感光阻焊剂（LPSM）和和固化等步骤化学腐蚀性进行严格的控制干膜阻焊剂制作工艺表面处理PCB热风整平化学镀金化学镀银热风整平（HASL）是一种利用热风将熔化学镀金（ENIG）是一种利用化学方法化学镀银（ImAg）是一种利用化学方法融的焊锡吹平在PCB表面的工艺HASL在PCB表面镀上一层金的工艺ENIG具在PCB表面镀上一层银的工艺ImAg具具有成本低、可焊性好等优点有平整度好、耐腐蚀性好等优点有成本低、可焊性好等优点制作工艺电气测试PCB测试设备测试方法质量控制PCB电气测试需要使用专业的测试设备，PCB电气测试需要选择合适的测试方法，电气测试的质量直接影响PCB的可靠性如飞针测试仪、通用测试仪等测试设如开路测试、短路测试、导通测试等需要对测试结果进行分析和处理，及时备可以检测PCB的电气性能是否符合要测试方法的选择需要考虑PCB的类型和复发现和解决问题求杂程度制作工艺切割成型PCB切割设备切割工艺质量控制PCB切割成型需要使用专业的切割设备，PCB切割成型需要选择合适的切割方法和切割的质量直接影响PCB的外观和装配如数控切割机、激光切割机等切割设切割参数切割参数的设置需要考虑材需要对切割的尺寸、形状和边缘质量进备可以精确地控制切割的尺寸和形状料、厚度和切割速度等因素行严格的控制制作工艺质量检测PCB外观检查电气性能测试可靠性测试外观检查主要检查PCB的表面质量，如是电气性能测试主要检查PCB的电气性能是可靠性测试主要检查PCB在各种环境下的否有划痕、污渍、变形等外观检查是否符合要求，如阻抗、电压、电流等可靠性，如高温、低温、湿度、振动PCB质量控制的重要环节电气性能测试是PCB质量控制的关键环等可靠性测试可以评估PCB的寿命和稳节定性材料选择的影响因素PCB1电气性能要求2机械性能要求根据电路的频率、阻抗等要求根据PCB的尺寸、形状和使用选择合适的材料，如高频电路环境选择合适的材料，如柔性需要选择低介电常数的材料电路需要选择柔性材料3环境适应性要求根据PCB的使用环境选择合适的材料，如高温环境需要选择耐高温材料，潮湿环境需要选择耐湿材料材料选择的影响因素PCB（续）1成本因素2加工工艺要求在满足性能要求的前提下，选选择易于加工的材料，可以降择成本较低的材料成本是低生产成本，提高生产效率PCB材料选择的重要考虑因加工工艺是PCB材料选择的另素一个重要考虑因素3环保要求选择符合环保要求的材料，如无卤材料环保要求是PCB材料选择的越来越重要的考虑因素材料的发展趋势PCB高频高速材料环保材料柔性材料随着电子产品向高频高速方向发展，随着环保意识的提高，PCB材料需要符随着电子产品向小型化和可穿戴方向发PCB材料需要具有更低的介电常数和介合RoHS指令和REACH法规，减少对环展，PCB材料需要具有更好的柔韧性，电损耗，以满足信号传输的要求境的污染以适应各种异形结构材料的发展趋势（续）PCB高导热材料随着电子产品功率密度的提高，PCB材料需要具有更好的导热性，以有效地散热复合材料复合材料可以通过结合不同材料的优点，提高PCB的综合性能复合材料是PCB材料发展的重要方向智能材料智能材料可以根据环境变化改变自身的性能，为PCB提供更智能的功能智能材料是PCB材料的未来发展方向制作工艺的发展趋势PCB微孔和埋孔技术微孔和埋孔技术可以提高PCB的布线密2度，减少信号传输的路径，提高电气性精细线路制作能1随着电子产品向小型化和高密度方向发展，PCB需要具有更精细的线路，以提高密度互连技术高集成度高密度互连（HDI）技术可以实现更高的布线密度和更小的过孔尺寸，提高3PCB的性能和可靠性制作工艺的发展趋势（续）PCB绿色制造工艺2绿色制造工艺可以减少对环境的污染，提高资源利用率，实现可持续发展打印3D PCB13D打印PCB可以实现快速原型制作和定制化生产，为PCB制造带来新的可能性智能制造智能制造可以提高生产效率和质量，降3低生产成本，实现智能化管理材料的环保要求PCB指令法规RoHS REACHRoHS（Restriction ofHazardous REACH（Registration,Evaluation,Substances）指令限制在电子电Authorisation andRestriction of气设备中使用某些有害物质，如Chemicals）法规要求企业注册、铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯评估、许可和限制化学物质的使和多溴二苯醚用，以保护人类健康和环境无卤材料无卤材料是指不含卤素（如氯、溴）的材料卤素在燃烧时会产生有毒气体，对环境和人体健康有害材料的可靠性PCB热循环测试1热循环测试是指将PCB在高温和低温之间循环变化，以评估其在温度变化下的可靠性热循环测试可以检测PCB的耐热性和耐冷性湿热测试2湿热测试是指将PCB在高温和高湿的环境下进行测试，以评估其在潮湿环境下的可靠性湿热测试可以检测PCB的耐湿性和抗腐蚀性振动测试3振动测试是指将PCB在振动环境下进行测试，以评估其在振动环境下的可靠性振动测试可以检测PCB的抗振动能力材料的可靠性（续）PCB耐腐蚀性测试1耐腐蚀性测试是指将PCB暴露在腐蚀性介质中，以评估其耐腐蚀能力耐腐蚀性测试可以检测PCB的抗化学腐蚀能力耐焊接性测试2耐焊接性测试是指评估PCB在焊接过程中的可靠性耐焊接性测试可以检测PCB的可焊性和耐热性老化测试3老化测试是指将PCB在长期工作状态下进行测试，以评估其寿命和稳定性老化测试可以预测PCB的长期可靠性材料的创新应用PCB可植入医疗设备通信设备航空航天领域5G柔性PCB可以应用于可植入医疗设备，如高频PCB可以应用于5G通信设备，如基耐高温PCB可以应用于航空航天领域，如心脏起搏器、神经刺激器等柔性PCB可站天线、射频模块等高频PCB可以满足卫星、火箭等耐高温PCB可以在极端环以更好地适应人体组织的形状，提高设5G通信设备对高速信号传输的要求境下稳定工作，保证设备的可靠性备的舒适性和安全性材料的创新应用（续）PCB新能源汽车人工智能设备物联网设备高功率PCB可以应用于新能源汽车，如电高密度PCB可以应用于人工智能设备，如低功耗PCB可以应用于物联网设备，如传机控制器、电池管理系统等高功率PCB服务器、GPU等高密度PCB可以提高设感器、智能家居等低功耗PCB可以延长可以满足新能源汽车对高电流和高电压备的计算能力和存储能力设备的电池寿命的要求行业的未来展望PCB市场趋势1PCB市场将持续增长，尤其是在5G、人工智能、新能源汽车等领域的推动下技术挑战2PCB行业面临着精细线路制作、高密度互连、绿色制造等技术挑战发展机遇3PCB行业拥有广阔的发展机遇，尤其是在新材料、新工艺和新应用方面总结材料的重要性材料选择的关键因素PCBPCB材料是电子设备的核心组成PCB材料的选择需要综合考虑电部分，其性能直接影响设备的性气性能、机械性能、环境适应能和可靠性性、成本、加工工艺和环保要求等因素未来发展方向PCB材料的未来发展方向是高频高速、环保、柔性、高导热、复合和智能谢谢观看感谢您观看本次演示！我们希望通过本次演示，您对PCB材料有了更深入的了解如果您有任何问题，欢迎在QA环节提出您也可以通过以下方式与我们联系祝您工作顺利，生活愉快！。