PCB工艺参数总结

以下是PCB（印制电路板）工艺参数的总结，涵盖了设计、制造和检测中的关键参数。这些参数直接影响PCB的性能、可靠性和成本。

1. 基材参数

• 材料类型：FR-4（常用）、高频材料（如Rogers、PTFE）、铝基板（散热用）、柔性基材（PI/PET）等。

• 介电常数（Dk）：影响信号传输速度（常见FR-4的Dk约为4.2-4.5）。

• 损耗因子（Df）：高频信号下需低损耗（FR-4的Df约0.02，高频材料可低至0.001）。

• 玻璃化转变温度（Tg）：高温可靠性指标（普通FR-4的Tg为130-140℃，高Tg材料可达170℃以上）。

• 铜箔厚度：常见1oz（35μm）、2oz（70μm），影响载流能力和散热。

2. 线路参数

• 线宽/线距：

  • 常规工艺：≥4mil（0.1mm）。

  • 精密工艺：可达2mil（0.05mm）甚至更小（需激光直接成像LDI）。

• 铜厚：外层铜厚（完成铜厚=基铜+电镀铜）、内层铜厚（通常为基铜厚度）。

• 阻抗控制：

  • 单端阻抗：50Ω、75Ω、100Ω等。

  • 差分阻抗：90Ω、100Ω等。

  • 计算需考虑层压结构、介质厚度、铜厚、线宽等。

3. 层压与叠层结构

• 层数：单面板、双面板、4层、6层及以上（多层板需规划信号层、电源层、地层）。

• 介质层厚度（PP厚度）：常用0.1mm、0.2mm等，影响阻抗和散热。

• 叠层顺序：需平衡信号完整性和EMI性能（如高速信号靠近参考层）。

4. 钻孔与孔工艺

• 孔径类型：

  • 机械钻孔：最小孔径≥0.2mm（8mil），成本低。

  • 激光钻孔：最小孔径≥0.1mm（4mil），用于HDI板。

• 孔铜厚度：≥20μm（IPC Class 2标准），高可靠性要求≥25μm（Class 3）。

• 焊盘尺寸：钻孔直径与焊盘直径比建议≥1:2（如0.3mm孔对应≥0.6mm焊盘）。

5. 表面处理工艺

• 常见类型：

  • HASL（热风整平）：成本低，但平整度差，不适合细间距元件。

  • ENIG（化学沉镍金）：平整度高，适合BGA、QFN，但成本较高。

  • OSP（有机保焊膜）：环保，但存储时间短。

  • 沉锡/沉银：用于高频或高可靠性场景。

• 厚度要求：如ENIG的镍层3-5μm，金层0.05-0.1μm。

6. 阻焊与丝印

• 阻焊参数：

  • 颜色：绿、蓝、红、黑等（绿色最常见）。

  • 开窗尺寸：比焊盘大0.05-0.1mm。

  • 厚度：10-30μm，需覆盖铜线。

• 丝印参数：

  • 字符线宽：≥0.15mm（6mil）。

  • 位置精度：避免覆盖焊盘。

7. 特殊工艺参数

• HDI（高密度互联）：

  • 盲孔/埋孔：激光钻孔+填孔电镀。

  • 叠孔设计：任意层互联（Any Layer HDI）。

• 厚铜板：铜厚≥3oz（105μm），用于大电流场景。

• 阻抗匹配：需严格控制介质层厚度和线宽公差（±10%）。

• 刚挠结合板：结合刚性区和柔性区，需注意弯曲半径和材料兼容性。

8. 检测与可靠性

• 翘曲度：IPC标准≤0.75%（板厚1.6mm时翘曲≤1.2mm）。

• 耐压测试：AC/DC耐压（如1000V/1min无击穿）。

• 热应力测试：288℃焊锡槽中10秒无分层。

• 离子污染度：≤1.56μg/cm²（NaCl当量）。

9. 设计可制造性（DFM）

• 最小工艺能力：需与PCB厂商确认（如线宽、孔径、层间对准等）。

• 拼板设计：V-Cut或邮票孔连接，预留工艺边（3-5mm）。

• 铜平衡：避免因铜分布不均导致翘曲。

关键参数速查表

以上参数需根据具体应用场景（如消费电子、汽车、航空航天）和PCB厂商的实际工艺能力调整。设计前应与制造商充分沟通，确保可制造性和成本优化。