您想構(gòu)建自己的PCB（印刷電路板）嗎？在任何設(shè)計(jì)中，一生都會(huì)涉及諸如組件放置，布線實(shí)踐，堆疊管理，信號和電源完整性之類的知識(shí)，您可以說，有數(shù)千名工程師負(fù)責(zé)平滑過程。

材料選擇指南是任何入門的好去處。典型的PCB由一層或多層銅組成，這些銅層層壓在不導(dǎo)電基板的薄層之間。PCB是電氣組件，導(dǎo)電跡線，焊盤和其他功能部件所駐留的物理基礎(chǔ)。在本文中，我們將深入探討PCB每一層的材料和設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：絲網(wǎng)印刷，阻焊層，銅和基板。

PCB材料選擇

處理PCB材料的必要性將使任何工程師考慮過程中涉及的熱，機(jī)械，電氣和化學(xué)特性。

對于熱性能，您將需要考慮有價(jià)值的組件的溫度耐久性以及整個(gè)電路設(shè)計(jì)中的峰值工作溫度分布。機(jī)械性能包括外殼和形狀因數(shù)管理，以及密度或柔韌性，尤其是剛?cè)峤Y(jié)合板。

電氣特性與介電必需品（例如阻抗，信號完整性和電阻）的包含程度有關(guān)，設(shè)計(jì)工程師必須在整個(gè)電路板（或系統(tǒng)）之間進(jìn)行平衡。考慮到產(chǎn)品的使用壽命，化學(xué)性質(zhì)如吸濕（對于潮濕的環(huán)境（如農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器）是必需的）和易燃性是不可估量的。但是，環(huán)境和可持續(xù)性方面的限制也會(huì)影響您的PCB材料選擇。

絲印

與白色絲印相比，與經(jīng)典的PCB綠色阻焊層形成鮮明對比的是標(biāo)志性的東西。絲網(wǎng)印刷的名字來源于絲網(wǎng)印刷技術(shù)，該印刷技術(shù)將標(biāo)記，字母，符號，數(shù)字和其他信息印刷到板上。該層的主要目的是為PCB組裝和識(shí)別提供信息。極性，組件位置和其他細(xì)節(jié)之類的內(nèi)容對于正確組裝至關(guān)重要。兩種最常見的絲網(wǎng)印刷PCB印刷技術(shù)是：

液體照片成像（LPI）：時(shí)間密集型，高分辨率打印，紫外線（UV）固化墨水

直接圖例打印（DLP）：更快，更簡單的噴墨打印，丙烯酸墨水

從帶有參考標(biāo)記的標(biāo)簽銷到應(yīng)用UL認(rèn)證編號，通常的經(jīng)驗(yàn)法則是使用與基材顏色形成鮮明對比的油墨。盡管白色是最常見的，但絲網(wǎng)印刷有多種顏色可供選擇。在同一塊板上使用不止一種顏色的絲網(wǎng)印刷是很罕見的。

阻焊膜

阻焊層是銅箔頂部的聚合物層，使PCB具有標(biāo)志性的綠色（盡管可以使用任何顏色）。顧名思義，它通過阻止焊料遷移并鼓勵(lì)制造商通過銀環(huán)和SMD焊盤等裸露特征將焊料焊接到正確的位置，從而防止形成焊料橋。阻焊層還可以物理隔離導(dǎo)電的銅走線，使其不與焊料，金屬和其他導(dǎo)電位接觸，同時(shí)防止氧化。阻焊材料是通過將其應(yīng)用于銅層的方法確定的：

環(huán)氧液：最便宜的阻焊劑是通過絲網(wǎng)印刷法施加的熱固性環(huán)氧。

液態(tài)可光成像阻焊劑（LPSM）：對于具有異常形貌的電路板，可以使用各種涂覆技術(shù)來涂覆UV固化油墨配方，然后將其曝光并顯影。雖然LPSM不能產(chǎn)生完美一致的層，但對于具有復(fù)雜表面特征的PCB，它可以提供更好的覆蓋范圍并與銅走線接觸。

干膜可光成像阻焊劑（DPSM）：對于具有均勻形貌的平板，可在曝光和顯影之前通過真空層壓涂覆干膜。干膜將為您提供均勻的表面厚度，但只能應(yīng)用于平坦的板上。

覆銅箔層壓板（CCL）

阻焊層下方是一種稱為PCB的覆銅層壓板（CCL），它由兩部分組成：

銅箔：導(dǎo)電銅的薄層。銅箔的常見制造標(biāo)準(zhǔn)包括STD型E型（電沉積），ANN型E型（退火電沉積）和AR型W型（軋制）。

基材：提供機(jī)械強(qiáng)度和支撐力的非導(dǎo)電層。基材通常由FR-4，玻璃纖維增強(qiáng)玻璃層壓環(huán)氧層壓材料和阻燃環(huán)氧樹脂粘合劑組成。FR代表阻燃劑，根據(jù)性能，可燃性和所使用的增強(qiáng)材料，有許多不同的分類標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)人們談?wù)搩蓪踊螂p面電路板時(shí)，他們指的是在基板的頂部和底部均貼有銅箔的CCL。標(biāo)準(zhǔn)的多層板通常是通過將兩個(gè)或多個(gè)雙面板及其之間的絕緣層堆疊在一起而制成的。因此，您的標(biāo)準(zhǔn)多層板按偶數(shù)出售。更多的層可以為您提供更多的接地層，以幫助分配功率和降低噪聲。添加層的唯一真正缺點(diǎn)是成本。

PCB材料的未來

盡管絲印油墨或阻焊材料中的微小變化不太可能成為頭條新聞，但大部分創(chuàng)新工作似乎都集中在改善CCL上。

對于諸如移動(dòng)設(shè)備之類的應(yīng)用的更小，更輕的板的需求增加了對多層架構(gòu)的需求，該多層架構(gòu)可以將更多功能集成到更小的尺寸中。

增強(qiáng)的環(huán)氧體系，例如Getek，Megtron，4000-13和FR-408，在降低Dk值和損耗角正切方面，其性能優(yōu)于FR-4。

高性能材料，例如Asahi Glass的A-PPE，Nelco 600-21 Si和Rogers 4350，它們在降低Dk，更好的阻抗控制和降低的抖動(dòng)方面都有顯著的改進(jìn)。

由PI或聚酯制成的柔性CCL。

嚴(yán)格的RoHS（有害物質(zhì)限制）法規(guī)鼓勵(lì)更高的耐熱性和可靠性。無鹵素的覆銅板將氯和溴的含量限制在900 ppm以內(nèi)。無鉛覆銅板通過將標(biāo)準(zhǔn)FR-4的DICY固化系統(tǒng)換成使用酚醛樹脂固化劑的PN固化系統(tǒng)來去除鉛。