印刷電路板材料
  • 高頻低損耗PCB材料
  • 低損耗高速PCB材料

印刷電路板材料

印刷電路板(PCB)幾乎嵌入在所有電子設備中。雖然製作電子系統並不一定需要PCB,但PCB提供了一種便利的方法,可以透過銅箔線路連接各種電路,同時也提供一個堅固可靠的表面來安裝元件。PCB對許多電子系統的性能有重大影響,因此選擇適合的PCB材料時應慎重考慮。

選擇PCB材料時需要考量的一些關鍵特性包括介電常數(Dk)、耗散因數(Df)、熱傳導係數(TC)以及熱膨脹係數(CTE)。其他需要檢視的因素還包括信號完整性、材料成本及製造成本。

PCB材料數據表

本指南涵蓋的材料如下。點擊材料名稱可下載該材料的數據表。

Supplier Material Data Sheet
Shengyi S1000-2 S1000-2 Datasheet
ITEQ IT-158, IT-180A, IT-150G, IT-170GRA1, IT-150DA IT-158 Datasheet, IT-180A Datasheet, IT-150G Datasheet, IT-170GRA1 Datasheet,
IT-150DA Datasheet
ITEQ IT-968, IT-968 SE, IT-988G, IT-988G SE IT-968 Datasheet, IT-968 SE Datasheet, IT-988G Datasheet, IT-988G SE Datasheet
Isola 370HR, FR408HR, I-Speed 370HR Datasheet, FR408HR Datasheet, I-Speed Datasheet
Isola I-Tera MT40, Astra MT77, Tachyon 100G I-Tera MT40 Datasheet, Astra MT77 Datasheet, Tachyon 100G Datasheet
Panasonic Megtron 6, Megtron 7, Megtron 8 Megtron 6 Datasheet, Megtron 7 Datasheet, Megtron 8 Datasheet
EMC EM-825, EM-827, EM-285 EM-825 Datasheet, EM-827 Datasheet, EM-285 Datasheet
EMC EM-370(D), EM-370(Z), EM-390 EM-370(D) Datasheet, EM-370(Z) Datasheet, EM-390 Datasheet
EMC EM-888, EM-888(S), EM-888(K) EM-888 Datasheet, EM-888(S) Datasheet, EM-888(K) Datasheet
EMC EM-526, EM-528, EM-528K EM-526 Datasheet, EM-528 Datasheet, EM-528K Datasheet
EMC EM-890, EM-890K, EM-891, EM-891K EM-890 Datasheet, EM-890K Datasheet, EM-891 Datasheet, EM-891K Datasheet
TUC TU-662, TU-768, TU-747 LK, TU -862 HF TU-662 Datasheet, TU-768 Datasheet, TU-747 LK Datasheet, TU -862 HF Datasheet
TUC TU-865, TU-872 LK, TU-872 SLK, TU-872 SLK SP TU-865 Datasheet, TU-872 LK Datasheet, TU-872 SLK Datasheet, TU-872 SLK SP Datasheet
TUC TU-883, TU -933, TU-943SN TU-883 Datasheet, TU-933+ Datasheet, TU-943SN Datasheet
Nelco N4000-13EP, N4000-13 EP SI N4000-13EP Datasheet,N4000-13 EP SI Datasheet
Rogers RO4003, RO4350B, RO4835 RO4003 Datasheet, RO4350B Datasheet, RO4835 Datasheet
Rogers RO3210, RO3003 RO3210 Datasheet, RO3003 Datasheet
Rogers RT/duroid 5870, RT/duroid 5880, RT/duroid 6002 RT/duroid 5870 Datasheet, RT/duroid 5880 Datasheet, RT/duroid 6002 Datasheet
Rogers TMM3, TMM4, TMM6, TMM10, TMM10i TMM3 Datasheet, TMM4 Datasheet, TMM6 Datasheet, TMM10 Datasheet, TMM10i Datasheet
Taconic TLY-5, RF35, RF-35TC, TSM-DS3 TLY-5 Datasheet, RF35 Datasheet, RF-35TC Datasheet, TSM-DS3 Datasheet
Taconic TLX-8, TLX-9 TLX-8 Datasheet, TLX-9 Datasheet
DuPont AP 8515R, AP 9111R, AP 8525R, AP 9121R AP 8515R Datasheet, AP 9111R Datasheet, AP 8525R Datasheet, AP 9121R Datasheet
DuPont AP 8535R, AP 9131R, AP 8545R, AP 9141R AP 8535R Datasheet, AP 9131R Datasheet, AP 8545R Datasheet, AP 9141R Datasheet

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PCB材料特性

耗散因數(Df)是決定PCB材料信號損耗程度的最重要因素;Df值越高,信號損耗越大。此外,信號損耗還會隨著頻率或運作速度的增加而加劇。因此,為了控制高頻或高速運作時的損耗,應選擇Df值較低的PCB材料。

PCB材料的介電常數(Dk)會隨頻率變化。當Dk隨頻率的變化幅度較大時,會導致信號失真加劇以及上升時間的退化,這對高頻或高速信號而言是難以接受的。因此,隨著信號頻率或速度的增加,Dk隨頻率的變化幅度應盡量減少。

低損耗PCB材料對於減少Dk隨頻率變化的需求已被所有板材製造商認識並實現。

大多數PCB材料的介電常數(Dk)範圍為2到10。PCB材料的Dk值在很大程度上決定了電路板上受控阻抗傳輸線的線寬;Dk值越大,在相同目標受控阻抗值下,線寬會越小。較高的Dk值也會導致更高的介電損耗。一般而言,高速/低損耗材料具有較低的Dk值。因此,Dk是選擇材料時一項重要的電氣性能指標。

對於普通速度/普通損耗的材料,Dk值會隨頻率有顯著變化;而對於超高速/超低損耗的材料,Dk值隨頻率變化基本保持穩定。例如,最常用的PCB材料FR4(如FR370HR)的Dk值為3.92 @ 10GHz。

材料的耗散因數(Df)是決定信號衰減或信號損耗的關鍵因素。Df值越低,信號損耗越小。因此,從信號損耗的角度來看,Df是選擇材料時最重要的標準之一。FR4材料FR370HR的Df值為0.025 @ 10GHz。

(相對漏電起痕指數)是測量材料表面兩個導體間發生電擊穿的電壓閾值。CTI等級值越小,電擊穿電壓閾值越高。最常用的PCB材料FR4(如FR370HR)的CTI等級為3級,其電擊穿電壓範圍為175V-249V。

Tg是電路板基材從玻璃態(剛性)轉變為軟化態的溫度。在高於Tg的溫度下,材料的熱膨脹係數會顯著增加。然而,Tg附近的變形完全是彈性的;當溫度從高於Tg的狀態降回Tg以下時,材料會回復原狀。所有符合ROHS規範的無鉛材料,Tg要求必須達到>= 170 °C.FR4材料FR370HR的Tg為180°C。

Td是PCB材料發生化學分解的溫度,且此變化是不可逆的。一旦超過Td,材料在冷卻後無法回復原狀,並完全失效。FR4材料FR370HR的Td為340°C。

熱膨脹係數(CTE)X/Y和Z方向

CTE是材料在X、Y和Z方向隨溫度升高的膨脹速率,通常指Tg以下的膨脹率。FR4材料FR370HR的X/Y方向CTE為(13,14)ppm/°C,Z方向CTE為45 ppm/°C。

庫存基材

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