PCB生产需要哪些材料?一篇讲透所有关键物料(pcb生产工艺要求)
基板材
印制电路板的核心是基板材,通常由绝缘材料和增强材料复合而成。FR-4环氧玻璃布层压板是最常见的选择,其耐高温性和机械强度能满足多数场景要求。高频电路则采用聚四氟乙烯(PTFE)或陶瓷填充材料,这类材料的介电损耗更低。柔性电路板使用聚酰亚胺薄膜作为基底,可承受反复弯折。基层厚度从0.1mm到3.2mm不等,铜箔附着力直接影响线路稳定性。
导电材料
铜箔是导电层的主要载体,按制造工艺分为压延铜箔和电解铜箔。压延铜箔延展性优异,适合柔性板制作;电解铜箔成本较低且表面粗糙度可控,适用于刚性板。导电油墨用于印制阻焊层开口处的标识,石墨烯导电胶等新材料开始应用于特殊场景。沉金工艺中的化学镍金层既可保护焊盘,又能提高表面平整度。
阻焊保护层
液态光致阻焊油墨(LPI)通过曝光显影形成保护图形,其耐温性需达到288℃/10秒以上才能通过焊接测试。颜色可选绿色、蓝色、红色等多种,黑色阻焊层对丝印精度要求更高。UV固化型阻焊材料适用于快速生产,干膜阻焊则多用于高精度军工产品。阻焊层厚度通常控制在15-25μm,需平衡防护性和对细间距焊盘的影响。
表面处理材料
抗氧化处理常用有机可焊性保护剂(OSP),成本低廉但保存期限较短。化学沉银工艺能提供良好的焊接表面,但存在硫化物腐蚀风险。沉锡处理可形成平整的焊接层,但锡须问题需要特别控制。ENIG(化学镍金)工艺兼顾耐磨与可焊性,金层厚度通常控制在0.05-0.1μm。近年来出现的沉钯金工艺能降低金层用量,正在逐步推广。
辅助耗材
钻孔工序需要碳化钨合金钻头,直径范围从0.1mm到6.5mm,微型孔加工要求钻头转速达到20万转/分钟。蚀刻液多采用氯化铜或氯化铁体系,新型碱性蚀刻液可减少侧蚀问题。电镀铜溶液包含硫酸铜、盐酸和添加剂复合体系,光亮剂配方直接影响镀层致密性。显影液中的碳酸钠浓度需精确控制在0.8-1.2%,温度波动会导致显影不均。
标识材料
丝印字符油墨需具备耐高温、抗化学腐蚀特性,白色油墨遮盖力要达到98%以上。激光打标采用氧化铝掺杂材料,通过激光烧灼形成永久标记。二维码标识要求最小单元尺寸不超过0.3mm,油墨对比度需高于60%。部分医疗设备要求使用生物相容性标识材料,不能含有重金属成分。防伪标记采用特殊荧光材料,需在特定波长下显影。
特殊功能材料
嵌入式元件需要介电常数稳定的预浸材料,埋入电容的复合介质层厚度公差需小于5%。金属基板采用铝或铜作为散热层,绝缘层导热系数要达到1.5W/m·K以上。厚铜板使用1080型玻璃布增强,铜厚可达400μm。射频电路板采用混合介质结构,不同区域介电常数需精确匹配。三维结构板采用可层压的阶梯式半固化片,层间落差需控制在0.05mm以内。
环保处理材料
废水处理需用到聚合氯化铝混凝剂和聚丙烯酰胺絮凝剂,重金属捕捉剂能有效去除铜离子。废酸回收系统采用扩散渗析膜,可回收70%以上硫酸。VOCs治理使用活性炭吸附和催化燃烧组合工艺,净化效率需达90%以上。边角料粉碎后用作水泥掺合料,金属粉末经冶炼提纯可循环利用。无铅化生产要求焊接材料熔点控制在217-227℃之间。
检测辅助材料
飞针测试使用的钨铜合金探针直径仅50μm,接触电阻需小于20mΩ。AOI检测的标准色卡包含36种颜色样本,用于校准摄像头白平衡。阻抗测试条设计有不同线宽线距组合,测量精度要求±7%以内。热应力测试用的焊锡条成分比例为Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5,熔点217℃。微切片分析要用环氧树脂镶嵌料,固化后硬度需达到邵氏D80以上。
包装防护材料
真空包装袋的氧气透过率要小于20cm³/m²·24h,防静电袋表面电阻需在10^6-10^11Ω之间。分隔纸采用无硫无氯牛皮纸,pH值控制在6.5-7.5。干燥剂主要成分为硅胶或蒙脱石,吸湿率要达到30%以上。防震珍珠棉密度需在25-30kg/m³,回弹率高于90%。运输包装箱抗压强度要大于8000N,边压强度需达到6000N/m。