今天咱们聊聊大尺寸 PCB 生产的核心关键 ——材料选择。很多朋友问,为啥大尺寸 PCB 和小尺寸的材料要求差这么多?这背后其实藏着生产良率和产品可靠性的大秘密。
问:大尺寸 PCB 选材,最核心的要求是什么?答:核心就两点 ——尺寸稳定性和机械强度。小尺寸 PCB 哪怕有点变形,组装时影响不大,但大尺寸 PCB(比如 500mm 以上的面板)一旦材料选不好,生产过程中就会出现翘曲、分层、开裂等问题。举个例子,普通 FR-4 板材在高温压合、回流焊时,热膨胀系数(CTE)偏高,大尺寸板材容易因为热应力不均发生翘曲,直接导致后续钻孔、贴装工序无法正常进行。
所以大尺寸 PCB 首选的是高 Tg 改性 FR-4或者无卤素高刚性板材。高 Tg 板材的玻璃化转变温度更高,高温下尺寸更稳定;高刚性板材的抗弯强度好,能承受大尺寸板材在搬运、加工时的机械应力。另外,铜箔的选择也很关键,大尺寸 PCB 常用高延展性电解铜箔,避免蚀刻后出现铜箔断裂的情况。
问:除了基材,粘结片和铜箔的搭配有啥讲究?答:粘结片(半固化片)的作用是粘合芯板和铜箔,大尺寸 PCB 对粘结片的要求是均匀性和流胶控制能力。大尺寸面板压合时,流胶不均会导致局部树脂含量过高或过低,过高的地方容易出现气泡,过低的地方则会分层。所以生产大尺寸 PCB 时,会选择低流动度粘结片,并采用 “分步压合” 工艺,保证树脂均匀分布。
铜箔的厚度也要匹配,大尺寸 PCB 如果是厚铜设计(比如 3oz 以上),需要选择和基材结合力更强的粗化面铜箔,防止后续加工中铜箔剥离。
问:不同应用场景的大尺寸 PCB,选材有差异吗?答:当然有。比如工业控制领域的大尺寸 PCB,对耐温性要求高,优先选高 Tg FR-4;新能源汽车的车载大尺寸 PCB,除了耐温,还要满足阻燃、抗腐蚀要求,会用到陶瓷填充改性板材;而消费电子里的大尺寸 PCB(比如大屏电视背板),则在满足性能的前提下,兼顾成本,选择性价比高的中 Tg 改性 FR-4。
问:选材不当会带来哪些后果?答:最直接的就是良率暴跌。比如用普通 FR-4 做 1 米长的大尺寸 PCB,压合后翘曲度超过 0.5%,后续钻孔位置偏移,贴装时元器件无法对齐,这批板子基本就报废了。长期来看,选材不当还会影响产品的使用寿命,比如户外使用的大尺寸 PCB,如果板材耐候性差,容易出现吸潮分层,导致产品失效。
大尺寸 PCB 生产的第一道关键就是选对材料,尺寸稳定性、机械强度、热性能三者缺一不可。选对了材料,后续生产就成功了一半。