眾所周知，PCB（印刷電路板）的基本屬性取決于其基板材料的性能。因此，為了提高電路板的性能，首先必須優化基板材料的性能。到目前為止，正在開發和應用各種新型材料，以滿足與新技術和市場趨勢相適應的要求。

近年來印刷電路板發生了轉變市場主要從臺式電腦等傳統硬件產品到服務器和移動終端等無線通信。以智能手機為代表的移動通信設備推動了PCB向高密度，輕便和多功能的發展。如果沒有基板材料，其工藝要求與PCB的性能密切相關，則永遠無法實現印刷電路技術。因此，基板材料選擇在提供PCB和最終產品的質量和可靠性方面發揮著至關重要的作用。

滿足高密度和細線的需求

?對銅箔的要求

所有PCB板都朝著更高密度和更精細的線路發展，尤其是HDI PCB（高密度互連PCB）。十年前，HDI PCB被定義為PCB，其線寬（L）和線間距（S）為0.1mm或更低。然而，目前電子工業中L和S的標準值可以小到60μm，在先進的情況下，它們的值可以低至40μm。

電路圖的傳統方法形成在于成像和蝕刻過程中，隨著薄銅箔基板（厚度在9μm到12μm范圍內）的應用，L和S的最低值達到30μm。

由于薄銅箔CCL（覆銅層壓板）成本高，堆疊有許多缺陷，許多PCB制造商傾向于使用蝕刻 - 銅箔方法，而銅箔厚度設置為18μm。實際上并不推薦這種方法，因為它包含太多程序，厚度難以控制并導致更高的成本。結果，薄銅箔更好。另外，當板的L和S值小于20μm時，標準銅箔不起作用。最后，建議使用超薄銅箔，因為其銅厚度可在3μm至5μm范圍內調節。

除了銅箔的厚度外，目前的精密電路還要求低粗糙度的銅箔表面。為了提高銅箔與基板材料的粘接能力，確保導體的剝離強度，在銅箔平面上進行粗加工處理，銅箔的普通粗糙度大于5μm。

嵌入駝峰銅箔成為基材，旨在提高其剝離強度。然而，為了在電路蝕刻期間控制引線精度遠離過蝕刻，傾向于引起駝峰污染物，從而可能引起線之間的短路或絕緣容量降低，這尤其影響精細電路。因此，需要粗糙度低（小于3μm或甚至1.5μm）的銅箔。

盡管銅箔粗糙度降低，仍需要保留導體的剝離強度，從而引起銅箔和基板材料表面的特殊表面處理，有助于確保導體的剝離強度。

?絕緣介電層壓板的要求

HDI PCB的主要技術特性之一在于構建過程。通常使用的RCC（樹脂涂層銅）或預浸料環氧玻璃布和銅箔層壓很少導致精細電路。現在傾向于應用SAP和MSPA，這意味著應用絕緣介電膜層壓化學鍍銅來產生銅導電平面。由于銅平面薄，可以生產出精細的電路。

SAP的關鍵點之一在于層壓介電材料。為了滿足高密度精密電路的要求，必須對層壓材料提出一些要求，包括介電性能，絕緣，抗熱容量和粘接，以及與HDI PCB兼容的技術適應性。

在全球半導體封裝中，IC封裝基板由陶瓷基板轉換為有機基板。 FC封裝基板的間距變得越來越小，因此L和S的當前典型值為15μm，并且它將更小。

多層基板性能應強調低介電性，低系數熱膨脹（CTE）和高耐熱性，是指滿足性能對象的低成本基板。如今，MSPA絕緣介質疊層技術與薄銅箔相結合，應用于精密電路的批量生產。 SAP用于制造L和S值均小于10μm的電路圖案。

PCB的高密度和薄度導致HDI PCB從帶芯的層壓轉換為任何層核心。對于具有相同功能的HDI PCB，任何層上互連的PCB的面積和厚度比具有芯層壓的那些減少25％。必須在這兩種HDI PCB中應用具有更好電性能的更薄的介電層。

要求從高頻和高速導出

電子通信技術有從有線到無線，從低頻和低速到高頻和高速。智能手機性能已經從4G發展到5G，需要更快的傳輸速度和更大的傳輸量。

全球云計算時代的到來導致數據流量的多倍增加，具有明顯的趨勢高頻率和高速通信設備。為了滿足高頻和高速傳輸的要求，除了減少信號干擾和消耗，信號完整性和制造與PCB設計方面的設計要求兼容外，高性能材料是最重要的元素。

工程師的主要工作是降低電信號損耗的屬性，以提高PCB速度，并解決信號完整性問題。基于PCBCart超過十年的制造服務，作為影響基板材料選擇的關鍵因素，當介電常數（Dk）低于4且介電損耗（Df）低于0.010時，它被視為中間Dk/Df層壓板，當Dk低于3.7且Df低于0.005，它被認為是低Dk/Df層壓板。目前，市場上可以采用多種基板材料。

到目前為止，常用的高頻電路板基板材料主要有三種類型：氟系樹脂，PPO或PPE樹脂和改性環氧樹脂。氟系列介電基板，例如PTFE，具有最低的介電性能，通常用于頻率為5GHz或更高的產品。而改性環氧樹脂FR-4或PPO基板適用于頻率范圍為1GHz至10GHz的產品。

比較三種高頻基板材料，環氧樹脂的功能最低價格雖然氟系列樹脂最高。在介電常數，介電損耗，吸水率和頻率特性方面，氟系樹脂表現最佳，而環氧樹脂表現更差。當產品施加的頻率高于10GHz時，只有氟系樹脂起作用。 PTFE的缺點包括成本高，剛性差，熱膨脹系數高。

對于PTFE，可以使用塊狀無機物（如二氧化硅）作為填充材料或玻璃布加強基材材料剛性和降低熱膨脹系數。此外，由于聚四氟乙烯分子的惰性，聚四氟乙烯分子難以與銅箔結合，因此必須實現與銅箔相容的特殊表面處理。處理方法在于在聚四氟乙烯表面上進行化學蝕刻以增加表面粗糙度或添加粘合膜以增加粘合能力。隨著這種方法的應用，可能會影響介電性能，并且必須對整個氟系高頻電路進行進一步的開發。

由改性環氧樹脂組成的獨特絕緣樹脂或PPE和TMA，MDI和BMI，再加上玻璃布。與FR-4 CCL類似，它還具有出色的耐熱性和介電特性，機械強度以及PCB的可制造性，所有這些都使其比PTFE型基板更受歡迎。

除了對上述樹脂等絕緣材料的性能要求外，作為導體的銅的表面粗糙度也是影響信號傳輸損耗的重要因素，這是趨膚效應的結果。基本上，皮膚效應是在高頻信號傳輸和電感引線上產生的電磁感應變得如此集中在引線的截面區域的中心，驅動電流或信號聚焦在引線表面。導體表面粗糙度對影響傳輸信號損耗起著關鍵作用，低粗糙度導致損耗很小。

在相同頻率下，銅的高表面粗糙度會導致高信號損失。因此，在實際制造中必須控制表面銅的粗糙度，并且在不影響粘附的情況下應該盡可能低。必須非常注意10GHz或更高頻率范圍內的信號。銅箔的粗糙度要求小于1μm，最好使用粗糙度為0.04μm的超表面銅箔。銅箔的表面粗糙度必須與合適的氧化處理和粘合樹脂體系相結合。在不久的將來，可能會有一種沒有輪廓涂覆樹脂的銅箔，它具有更高的剝離強度，防止介電損耗受到影響。

要求高熱阻和高耗散

隨著小型化和高功能化的發展趨勢，電子設備往往會產生更多的熱量，因此電子設備的熱管理要求越來越高需求。該問題的解決方案之一在于導熱PCB的研究和開發。 PCB在耐熱性和耗散性方面表現良好的基本條件是基板的耐熱性和耗散能力。目前在PCB的導熱能力方面的改進在于通過樹脂和填充添加來改善，但它僅在有限的類別內起作用。典型的方法是應用IMS或金屬核心PCB，它們起加熱元件的作用。與傳統的散熱器和風扇相比，這種方法具有體積小，成本低等優點。

鋁是一種非常吸引人的材料，具有資源豐富，成本低，導熱性能好的優點。和強度。此外，它是如此環保，它被大多數金屬基板或金屬芯應用。由于經濟性，可靠的電連接，導熱性和高強度等優點，無焊料和無鉛，鋁基電路板已應用于消費品，汽車，軍用品和航空航天產品。毫無疑問，金屬基板的耐熱性和耗散性能，關鍵在于金屬板與電路平面之間的粘合性能。

如何確定基板材料您的PCB？

在現代電子時代，電子設備的微型和薄型導致剛性PCB和柔性/剛性PCB的必要出現。那么什么類型的基板材料適合它們？

增加剛性PCB和柔性/剛性PCB的應用領域在數量和性能方面帶來了新的要求。例如，聚酰亞胺膜可以分為多種類別，包括透明，白色，黑色和黃色，具有高耐熱性和低熱膨脹系數，以便在不同情況下應用。同樣，具有高成本效益的聚酯薄膜基材由于其高彈性，尺寸穩定性，薄膜表面質量，光電耦合和環境抵抗等優點，也將被市場所接受，以滿足用戶的多變需求。

與剛性HDI PCB類似，柔性PCB必須適應高速高頻信號傳輸的要求，必須關注柔性基板材料的介電常數和介電損耗。柔性電路可由聚四氟乙烯和前進的聚酰亞胺基板組成。可以將無機灰塵和碳纖維添加到聚酰亞胺樹脂中以導致產生三層柔性導熱基板。無機填充材料可以是氮化鋁，氧化鋁或六方氮化硼。這種類型的基板材料具有1.51W/mK的導熱性能，能夠抵抗2.5kV的電壓和180度的曲率。