PCB板材和适用场合
本文主要叙述目前主要的PCB板材及其特点以及不同板材的应用场合。
PCB的板材主要有FR-4玻璃纤维板、高TG玻璃纤维板、铝基板、高频板、柔性PCB(FPC软板)、陶瓷基板、碳化硅材料基板、聚四氟乙烯材料基板、特殊合金等。
一、常用板材
1、FR-4玻璃纤维板
特点:FR-4是最常见的PCB基板材料,由玻璃纤维和环氧树脂相互交织而成。它具有成本低廉、容易加工的优点,并且对电气性能有良好的保证。FR-4材料对环境的温度和湿度变化有较好的适应性,使其成为开发PCB板的理想材质。
适用场合:广泛应用于各种通用电子设备,如计算机、消费类电子产品、通信设备等。由于其良好的绝缘性能和机械强度,FR-4适用于大多数标准电子设备。
2、高TG玻璃纤维板
PCB的TG值,全称为玻璃化转变温度(Glass Transition Temperature),是指PCB基材(通常是树脂材料)从硬而脆的玻璃态转变为软而韧的橡胶态时的温度。
适用场合:适用于需要在高温环境下保持稳定性的产品,如汽车电子、航空航天、智能家居、医疗设备等。
3、铝基板
特点:铝基板常用于高压、高热、强电磁场的应用场景。它的主要优点是导热性能好、物理稳定性强以及抗摩擦能力强。铝基板的制造材料较为昂贵,价格比较高。
适用场合:适用于高功率发热器件、光电模块、机械装置、汽车电子等领域,其主要优势是可靠性高、散热效果好。
4、高频板
特点:高频板是专为高频电路设计的PCB,如微波通信、卫星通信等。高频板材料具有低介电常数和低介电损耗,能够减少信号传输过程中的衰减和失真。
适用场合:适用于电磁频率较高的场合,特别是在高频率(频率大于300MHz或波长小于1米)与微波(频率大于3GHz或波长小于0.1米)领域。
5、柔性PCB(FPC软板)
特点:柔性PCB材料通常采用聚酰亚胺(PI)和聚酯(PET)等薄膜作为基材,具有轻薄、可弯曲、可折叠等特点。
适用场合:适用于需要空间节省、灵活布线或动态弯曲的电子设备,如可穿戴设备、手机、平板电脑等。
6、陶瓷基板
特点:陶瓷基板具有优良的热稳定性和较低的热膨胀系数,适合高性能和高可靠性的应用。陶瓷基板的加工和切割都得激光或高速水加工机床,一般在厚膜电路及航天工业里才用到。
适用场合:适用于高性能和高可靠性的应用,如厚膜电路及航天工业。
7、碳化硅材料基板
特点:碳化硅材料的热导率比较高,是目前温度比较高的电路板的理想选择,例如汽车电子、航空航天电子等领域。碳化硅材料还具有耐高温、低能耗等优点,但成本相对较高,而且硬度也比较大,不易加工3。
适用场合:适用于高温高强度环境,如汽车电子、航空航天电子等领域。
8、聚四氟乙烯材料基板
特点:聚四氟乙烯材料具有良好的耐化学性、耐高温性、耐电介电特性等,可以应用到高速传输的电路板中,而且聚四氟乙烯材料也可以应用到微波电路板中,但成本较高。
9、特殊合金
特点:如Invar合金,它具有极低的热膨胀系数,可用于要求极高的尺寸稳定性的航空航天和军事应用。
适用场合:适用于要求极高的尺寸稳定性的航空航天和军事应用。
二、总结
①FR4:最常见的PCB基板材料,广泛应用于各种通用电子设备,FR-4适用于大多数标准电子设备;
②高TG玻璃纤维板:适用于需要在高温环境下保持稳定性的产品;
③铝基板:适用于高功率发热器件,优势是可靠性高、散热效果好;
④高频板:专为高频电路(MHz或GHz)设计的PCB;
⑤柔性PCB(PCB软板):可弯曲、可折叠;