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PCB厂家如何根据电路性能需求选择基材

  • 2025-09-08 13:57:00
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在 PCB 制造流程中,基材作为核心载体,其性能直接决定电路的信号传输、机械强度与环境适应性。PCB 厂家需结合下游客户的电路功能需求,从介电特性、机械性能、热稳定性三大维度精准选型,避免因材料错配导致产品失效。



从介电特性来看,高频电路与低频电路对基材的需求差异显著。对于 5G 基站、射频模块等高频场景(工作频率≥1GHz),PCB 厂家需优先选择低介电常数(εr)与低损耗角正切(tanδ)的基材。例如罗杰斯 RO4350 基材,在 10GHz 频率下 εr 稳定在 3.48±0.05,tanδ 仅 0.0037,能有效减少信号传输衰减 —— 对比普通 FR-4 基材(10GHz 时 εr≈3.8,tanδ≈0.025),相同长度的传输线信号损耗可降低 60%。而对于消费电子中的低速数字电路(如家电控制板),普通 FR-4 基材(εr=4.2-4.8)即可满足需求,其成本仅为罗杰斯基材的 1/5,能帮助 PCB 厂家控制生产成本。



机械性能方面,PCB 厂家需根据产品的应用环境选择基材。汽车电子领域的 PCB 需承受 - 40~125℃的极端温度循环与振动冲击,此时需选用高弯曲强度与低热膨胀系数(CTE)的基材。例如松下 R-1515 基材,弯曲强度≥400MPa,X/Y 方向 CTE≤13ppm/℃,在 1000 次温度循环后仍能保持结构完整性,远优于普通 FR-4(弯曲强度≈300MPa,CTE≈16ppm/℃)。而对于办公设备等常温环境应用,普通 FR-4 的机械性能已足够,可帮助 PCB 厂家平衡性能与成本。



热稳定性是高功率 PCB 选型的关键指标。服务器主板、新能源汽车 BMS 等产品,因元件功耗高(单芯片功耗可达 50W 以上),需基材具备高玻璃化转变温度(Tg)与高热导率。PCB 厂家常选用 Tg≥170℃的高 Tg FR-4 基材(如生益 S1141,Tg=175℃),其在 150℃高温下仍能保持刚性,避免 PCB 翘曲。对于功率密度更高的场景(如 IGBT 模块),则需采用金属基基材,如铝基覆铜板(导热系数 1-6W/m・K)或铜基覆铜板(导热系数 200-400W/m・K),这类基材的散热效率是普通 FR-4 的 20-800 倍,能快速将热量传导至散热结构。



此外,PCB 厂家还需考虑基材的可制造性。例如,细线路 PCB(线宽 / 线距≤30/30μm)需选用表面粗糙度低的基材(如松下 R-5715,铜箔粗糙度 Ra≤0.3μm),避免因基材表面不平整导致线路断线;而多层 PCB 则需选择层间结合力强的基材(如台光 TG170,层间剥离强度≥1.8N/mm),确保压合后不会出现分层。



在实际选型过程中,PCB 厂家需建立 “需求 - 参数 - 验证” 的闭环体系:先明确客户的电路频率、功率、环境温度等需求,再对照表 1 筛选基材参数,最后通过样板测试(如介电常数测试、热循环测试)验证选型合理性。例如,某 PCB 厂家为 5G 射频模块客户选型时,先确认客户需求为 “28GHz 频率、-40~85℃工作温度”,随后筛选出罗杰斯 RO4350 基材,通过制作样板测试其 10-40GHz 频段的介电常数稳定性(波动≤0.5%)与热循环后的性能变化(衰减增加≤0.1dB/cm),最终确定该基材符合客户需求。


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