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[业界/制造] 一文弄懂电路板的分类知识(史上最全

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发表于 2025-5-11 23:31 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1:按层数

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线路板按层数来分的话分为单面板、双面板,和多层线路板三个大的分类。
首先是单面板,在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以就称这种PCB叫作单面线路板。单面板通常制作简单、造价低,但是缺点是无法应用于太复杂的产品上。
双面板是单面板的延伸,当单层布线不能满足电子产品的需要时,就要使用双面板了。双面都有覆铜有走线,并且可以通过过孔来导通两层之间的线路,使之形成所需要的网络连接。
多层板是指具有三层以上的导电图形层与其间的绝缘材料以相隔层压而成,且其间导电图形按要求互连的印制板。多层线路板是电子信息技术向高速度、多功能、大容量、小体积、薄型化、轻量化方向发展的产物。
Tips:多层板常常听到的是双数的,比如2、4、6、8、10~20~40~100层板。简单地理解,就是有几个铜层,即几层走线,就是几层板。目前大部分的多层工艺是采取几个双面覆铜板压合而成,因此绝大多数多层板都是双数的。如两个双面板压合成4层板,+1双面板为6层板,以此类推。
此外,更高阶的工艺技术如HDI、SLP、Anylayer等,尽管工艺复杂有其特殊性,孔多、线细、流程繁多、精度高,但其材料属性依然属于“硬板”,所以简单归类时仍将其归为多层板,除非特别单列出。
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2:按材料属性
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                  (呃,小编也不知道这张图能不能充分的表示软和硬)

线路板按材料特性来分的话,可分为软板(FPC),硬板(PCB),软硬结合板(FPCB)。
顾名思义,软板就是可弯折性强,材料较软,应用于需要伸缩、弯折、立体装配的电子产品,如相机、摄像机、打印机、智能手机等。主要基材为PI,LCP,PPE等;
硬板又称刚性板,其基础材料早期多为纸基,目前普遍的是FR4,即电子级玻璃纤维编织成电子布(类似织布机原理)、再润湿树脂后双面贴敷铜箔,其特性是硬度大、稳定性高、绝缘性好。因其材料具备较大硬度(机械强度),除了制作电路走线实现联通的功能之外,同时可作为众多微小型电子元器件的承载地基,也因此“电子之母”名副其实。
5G时代,适应高频高速的要求,更多的材料被不断开发出来,较为知名的就是PTFE,其相对FR4有一定的柔软度,也因此给加工带来较大难度。
当然,以上只是举例不同基础材料代表,以区别软硬板,实际上,软板、硬板均有林林总总不下几十种材料分类,即使主材相似、其填料(粉末已增强硬度等)各不相同、比例各有千秋。以此各家供应商均有各自专利技术,不在此一一列举。
Tips:比如手机上,主板、按键板是硬板,承载绝大多数电子元器件;早期的滑盖手机或是翻盖手机的连接排线就是软板,目前大多数智能手机内部都是立体封装,传感器、相机模组、电池、天线等均需采用软板连接,最新的折叠手机,显然也会有大量的软板需求。

3:按下游应用
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这种分类在电路板的市场业务营销人员中提及的较多,因其面对的客户属性,以及电路板的应用终端所在,故直接以应用名称之。
不论软板、硬板,其终端应用种类众多:
手机板、充电器板;
通讯基站板、天线板、电源板、伺服器母板、电脑主机板、鼠标板、显卡板、内存条板;
办公设备如打印机板、复印机板;
家用电器如数码相机板、收音机板、电视机主板、机顶盒板、洗衣机/空调/厨卫/扫地机/电冰箱/影音设备板、LED灯板;
工业控制板、仪表仪器板;
汽车板、充电桩板、GPS导航板;
医疗仪器板;
航空航天、导弹卫星、军事武器等应用。

4:按材料的细分属性

按覆铜板CCL的阻燃性能分类,可分为阻燃型(UL94一VO、UL94一V1级)和非阻燃型(UL94一HB级)两类板。近几年,随着对环保问题更加重视,在阻燃型CCL中又分出一种新型不含溴类物的CCL品种,可称为“绿色型阻燃CCL”。
随着电子产品技术的高速发展,对CCL有更高的性能要求。因此,从CCL的性能分类,又分为一般性能CCL、低介电常数CCL、高耐热性的CCL(一般板的L在150℃以上)、低热膨胀系数的CCL(一般用于封装基板上)等类型。

5:按PCB表面处理的分类

这种分类在工厂内及技术人员交流中较为常见,主要是代指常用的工艺流程,如按PCB表面处理分类:有铅喷锡板 (含有铜\锡\铅)、无铅喷锡板(主要成份是铜\锡,还有微量的镍\银\金)、镀金板(含铜\镍\金)、化金板(含铜\镍\金)、抗氧化或称OSP板(含铜)、金手指板(适应插接的板边金手指工艺)、化银板、选化板(选择性化金)等
6:特殊印制板的种类

目前,市面上也有金属芯印制板、碳膜印制板、玻璃基板、陶瓷基板等一些特殊印制板。这些类别均以其特殊基材而加以区别。
金属芯印制板
金属芯印制板就是以一块厚度相当的金属板代替环氧玻璃布板,经过特殊处理后,使金属板两面的导体电路相互连通,而和金属部分高度绝缘。金属芯印制板的优点是散热性及尺寸稳定性好,这是因为铝、铁等磁性材料有屏蔽作用,可以防止互相干扰。
金属芯基板,或称为散热基板,因其主要功能是利用金属的散热属性,在轻薄短小的趋势下,电子产品越来越小,电子元器件越来越多、集成度高,其功效产生的热量如何快速排出发散成为一大障碍。也因此,当前的大电流、高功效的产品应用上,金属芯散热基板成为一大品类。
金属芯主要有铜基、铁基、铝基等。
碳膜印制板
碳膜印制板是在绝缘体上印制一层碳膜(导电性油墨)形成触点或跨接线(电阻值符合规定要求)的印制板。
碳膜,顾名思义,意思是用碳墨微粒形成的一层薄膜,贴附在绝缘基材上。
其主要特点就是简单的网印工艺,导电图形是采用导电性油墨,而不是常见的铜层形成走线;其应用还可在单面印制板上复加一层或二层导电图形,实现高密度布线,导电图形除了互联之外,还作为电阻、按键开关触点和电磁屏蔽层等。
其工艺特点是生产工艺简单、成本低、周期短,具有良好的耐磨性、导电性,能使单面板实现高密度化,产品小型化、轻量化,适用于电视机、电话机、游戏机、计算器、录像机及电子琴等按键类产品。
玻璃电路板
计算器、手机、电话机还有其他许多电器的液晶显示屏就是一块玻璃电路板!将液晶和连接液晶的电路都做在玻璃表面上,但是不能用焊接的方法与外电路连接,只能用弹性软接点与之机械接触连接。
一种透明玻璃基电路板,玻璃基板与导电线路之间为熔融关系,联系紧密,且玻璃基板的表面与导电线路上表面平齐,整个高导通透明玻璃基电路板的表面平滑,导电线路不易损坏,导通能力强。
玻璃基板上均匀分布有贯通玻璃基板的电导孔,电导孔中设有长度等于玻璃基板厚度的空心铜管,空心铜管的端面与玻璃基板的表面齐平;玻璃基板的上表面和下表面上均设有与玻璃基板表面熔融的导电线路,两个导电线路通过空心铜管形成电导通;所述导电线路为石墨烯,或者为由表层的石墨烯层和底层的与玻璃基板熔融的金属层构成的导电层,且石墨烯层与金属层之间的接触面相互熔融。所述玻璃基板为钢化玻璃板。
         
                 陶瓷电路板
是一种”利用导热陶瓷粉末和有机粘合剂,在低于250℃条件下制备了导热系数为9-20W/m.k的导热有机陶瓷线路板。
随着电子技术在各应用领域的逐步加深,线路板高度集成化成为必然趋势,高度的集成化封装模块要求良好的散热承载系统,而传统线路板FR-4和CEM-3在TC(导热系数)上的劣势已经成为制约电子技术发展的一个瓶颈。近些年来发展迅猛的LED产业,也对其承载线路板的TC指标提出了更高的要求。在大功率LED照明领域,往往采用金属和陶瓷等具备良好散热性能的材料制备线路基板,高导热铝基板的导热系数一般为1-4W/M. K,而陶瓷基板的导热系数根据其制备方式和材料配方的不同,可达220W/M.K左右。


主要优势
不同于传统的FR-4(波纤维),陶瓷类材料具有良好的高频性能和电学性能,且具有热导率高、化学稳定性和热稳定性优良等有机基板不具备的性能,是新一代大规模集成电路以及功率电子模块的理想封装材料。
1.更高的热导率
2.更匹配的热膨胀系数
3.更牢、更低阻的金属膜层氧化铝陶瓷电路板 氧化铝陶瓷电路板4.基板的可焊性好,使用温度高
5.绝缘性好
6.高频损耗小7.可进行高密度组装
8.不含有机成分,耐宇宙射线,在航空航天方面可靠性高,使用寿命长
9.铜层不含氧化层,可以在还原性气氛中长期使用
常见工艺
传统陶瓷基板的制备方式可以分为HTCC、LTCC, DBC和DPC四大类。
HTCC(高温共烧)制备方式需要1300°C以上的温度,但受电极选择的影响,制备成本相当昂贵;
LTCC(低温共烧)的制备需要约850°C的煅烧工艺,但制备的线路精度较差,成品导热系数偏低;
DBC的制备方式要求铜箔与陶瓷之间形成合金,需要严格控制煅烧温度在1065-1085°C温度范围内,由于DBC的制备方式对铜箔厚度有要求,一般不能低于150〜300微米,因此限制了此类陶瓷线路板的导线宽深比。
DPC的制备方式包含真空镀膜,湿法镀膜,曝光显影、蚀刻等工艺环节,因此其产品的价格比较高昂。另外,在外形加工方面,DPC陶瓷板需要采用激光切割的方式,传统钻铣床和冲床无法对其进行精确加工,因此结合力和线宽线距也更精细。



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