【干货】PCB板材基础知识介绍

一. PCB材质简介

(一)印制电路板的概念和功能及背景

1、印制电路板的英文：Printed Circuit Board

2、印制电路板的英文简写：PCB

3、印制电路板的主要功能：支撑电路元件和互连电路元件，即支撑和互连两大作用.

4、 PCB诞生于上世纪四、五十年代,发展于上世纪八、九十年代。伴随半导体技术和计算机技术的进步，印刷电路板向着高密度,细导线,更多层数的方向发展，其设计技术也从最初的手工绘制发展到计算机辅助设计（CAD)和电子设计自动化（EDA).

(二)PCB分类（覆铜板）

覆铜板的定义

a、覆铜板:英文简称CCL,它是制作电路板最基本的材料,其为一面或两面覆有金属铜箔的层压板.

b、覆铜板分刚性和挠性两类.

c、覆铜板的基材是不导电的绝緣材料.

d、覆铜板是由铜箔/粘结树脂/纸或纤维布在加温加压的条件下形成的层压制品.

(二)PCB分类（覆铜板）-单面板

1、纸基材酚醛树脂-纸质板：

a、组成特征：由纸质碎沫与酚醛树脂压合而成，表面上看，呈纸一样平整.

b、包括：FR-1、FR-2、FR-3、XBC、HB

（目前TPV多使用FR-1/FR-2,FR-1多用于MNT、FR-2多用于TV，FR-2较FR-1电气性能要求较高、价格较高外，其他性能无多大差别）.

c、优点：原材料成本低,因其质地较软可以冲孔,故在電路板制程中孔,加工成本低.

d、硬度相对较差,在潮湿环境下容易吸收水分,受高温热膨胀及冷却后收缩变化较大,且电器性能较纤维板低.（例:过波峰焊易变形）

2、纸基材环氧树脂-复合纤维板：

a、组成特征：基材由纸质碎沫和环氧树脂混合，表层是玻璃纤维，压合而成，表面上看，有纹路.

b、包括：CEM-1(纸芯)，CEM-3(玻纤芯).(目前TPV多使用CEM-1)

CEM-1构成为：铜箔+纸(芯)+环氧树脂(芯)+玻纤布(面)

CEM-3构成为：铜箔+玻纤非织布(芯)+环氧树脂(芯)+玻纤布(面)

CEM-3比CEM-1板料中所含的纤维层数量更多,故CEM-3的耐燃性,绝缘性,硬度等高于CEM-1，且可用于代替FR-4用于部分双面板及多层板.

c、优点：复合纤维板成本较玻璃纤维板低,解决了纸板的硬度不足和纤维板不易冲孔问题.

d、缺点：电气性能虽接近玻璃纤维板,但仍不可完全替代FR-4材料,仅有部分要求不高的电路板可用此材料替代FR-4使用.

(二)PCB分类（覆铜板）-双面板、多层板

1、玻璃纤维布基材环氧树脂-玻璃纤维板：

a、组成特征：基材由玻璃纤维布和环氧树脂混合，表层也是玻璃纤维布， 压合而成，表面上看，有纹路，侧面看去,有纤维丝、呈交叉层叠状.

b、包括：FR-4等.(目前TPV双面板及多层板皆使用FR-4)

c、优点：高强度、抗热与火(不会燃烧)、抗化(不易腐蚀、不易长霉菌)、防潮、 热性(膨胀系数低、热传导系数高)、电性（不导电，绝缘）

d、缺点：成本高，制作工艺要求高(例：不能冲孔).

2、陶瓷、金属材质：如铁基、铝基、铜基，主要应用于军事、航空航天领域.

(二)PCB分类（覆铜板）-材质辨识

PCB料件编码规则第34条：

特殊需求码第三码代表使用材质：1――FR-1；2――FR-2；

3――CEM-1；4――FR-4双层板；5――FR-4四层板；6――FR-4六层板；7――FPC(软板)

例：715G5713-M01-000-005K，使用材质：FR-4四层板

(二)PCB分类（覆铜板）-板面处理

1.OSP工艺:OSP意为可悍性有机铜面保护剂,其制程原理是通过一种替代咪唑衍生的活性组分与金属铜表面发生的化学反应,使线路板的焊盘和通孔焊接位置形成均匀,极薄,透明的有机涂层,该涂层具有优良的耐热性,保护膜厚度通常0.2-0.5μm。

（目前TPV要求OSP厚度可满足回流焊两次，波峰焊一次.厂家可以做到0.2~0.35μm）焊接时保护膜分解、挥发、熔解到焊膏或酸性焊剂中，露出铜表面，使焊锡与干净的铜发生反应,因其制作成本较低,且技术成熟,故目前已被行广泛使用.

(二)PCB分类（覆铜板）-板面处理

2.OSP工艺优缺点和应用

a、优点：平整、便宜， OSP只钟情于铜表面，对其他表面如阻焊层没有亲和力，不会附着在其表面，应用广泛.

b、缺点：

①保存时间短，在真空包装条件下保存期为3月。存储时，不能接触酸性物质，温度不能太高，否则会挥发。

②检测困难，无色、透明。

③ OSP本身绝缘，Imidazole类OSP，形成较厚的涂覆层，会影响电气测试，不能作为电气接触表面如金手指、键盘按键、测试点等表面的涂层。

④不能多次进行回流焊接，一般3次，在双面回流焊接以及返修中需要考虑。经过几代改良，其耐热性和存储寿命、助焊剂的兼容性大大提高。

⑤焊接温度相对提高为225℃，焊接过程中需加更强劲（酸性成分）的助焊剂消除保护膜，否则导致焊接缺陷。

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原文标题：【干货】PCB板材基础知识介绍

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