pcb板材料有哪几种品牌


印制电路板(PCB)材料概述:关键品牌与选择指南
印制电路板(Printed Circuit Board, PCB)作为电子产品的核心骨架,其材料的选择对于产品的性能、可靠性、成本以及制造工艺有着决定性的影响。PCB材料是一个高度专业化的领域,涉及众多的化学、物理和工程知识。全球范围内,有许多公司专注于PCB基材的研发、生产和销售,形成了多元化的市场格局。理解这些材料的特性以及主要品牌,对于电子工程师、采购人员以及任何对电子制造感兴趣的人来说都至关重要。
PCB基材的分类与主要组成
PCB基材通常由以下几部分构成:
增强材料(Reinforcement Material): 主要起到支撑作用,赋予基材机械强度和尺寸稳定性。最常用的是玻璃纤维布(Glass Fiber Fabric),其细度、编织方式和浸润性对基材性能有显著影响。其他增强材料还包括纸基、无纺布等。
树脂(Resin): 作为粘合剂,将增强材料结合在一起,并提供绝缘、耐热和电学性能。常用的树脂体系包括环氧树脂(Epoxy Resin)、聚酰亚胺(Polyimide)、聚四氟乙烯(PTFE)等。不同树脂的化学结构决定了基材的电气特性、耐热性、介电常数(Dk)和介电损耗(Df)。
铜箔(Copper Foil): 作为导电层,通过蚀刻形成电路图案。铜箔的种类多样,包括电解铜箔(ED Copper Foil)和压延铜箔(RA Copper Foil)。铜箔的厚度、表面粗糙度以及附着力都会影响信号传输质量和制造良率。
其他添加剂(Other Additives): 包括阻燃剂、固化剂、偶联剂、填料等,用于改善基材的特定性能,如阻燃性、加工性、尺寸稳定性等。
根据不同的应用需求,PCB基材可以分为多个大类:
FR-4系列: 这是目前应用最广泛的PCB基材,以玻璃纤维布为增强材料,环氧树脂为粘合剂。FR-4具有良好的综合性能,包括机械强度、电气绝缘性、耐热性和成本效益,适用于大部分通用电子产品。
高频高速材料: 随着5G通信、数据中心、雷达等技术的发展,对PCB材料的信号完整性、低介电损耗要求越来越高。这类材料通常采用特殊树脂(如PTFE、PPE、Hydrocarbon等)和低介电玻璃布,以实现更低的介电常数和介电损耗。
耐高温材料: 适用于汽车电子、航空航天、工业控制等高温工作环境。聚酰亚胺(Polyimide)基材是典型的耐高温材料,具有优异的耐热性、尺寸稳定性和化学稳定性。
金属基板: 主要用于LED照明、大功率电源模块等需要高效散热的场合。通常由金属基材(如铝、铜)和绝缘层构成,利用金属的导热性将热量散发出去。
柔性材料: 柔性印制电路板(FPC)使用的材料,主要包括聚酰亚胺(PI)薄膜和聚酯(PET)薄膜。这些材料具有优异的柔韧性,可实现产品的弯曲和折叠,适用于可穿戴设备、折叠屏手机等。
全球主要PCB基材品牌及其特点
全球PCB基材市场竞争激烈,涌现出众多知名品牌。以下列举一些在不同领域具有代表性的公司:
1. 联茂电子 (ITEQ Corporation)
品牌概述: 联茂电子是全球领先的PCB基材供应商之一,总部位于台湾,在大陆和台湾均设有生产基地。联茂以其广泛的产品线和卓越的研发能力而闻名,产品涵盖了从通用FR-4到高性能高频高速材料的多个系列。
主要产品线和技术特点:
FR-4系列: 联茂提供多种等级的FR-4基材,包括标准FR-4、高Tg FR-4、无卤素FR-4等,以满足不同客户对耐热性、可靠性和环保性能的要求。其高Tg材料具有更高的玻璃化转变温度,在高温环境下能保持更好的机械稳定性和电气性能,适用于多层板和高密度互连(HDI)应用。无卤素FR-4则符合RoHS和REACH等环保指令,减少了有害物质的使用。
高频高速材料: 联茂在高频高速领域投入了大量研发资源,推出了多款低介电常数(Dk)和低介电损耗(Df)的材料,如IT-180A、IT-968、IT-988等。这些材料采用先进的树脂体系和填料技术,有效降低了信号传输损耗,适用于5G基站、数据中心、服务器、高带宽通信设备等高速应用。其材料在毫米波频段表现优异,能有效支持更高的数据传输速率。
封装基板材料: 随着芯片封装技术的演进,对封装基板材料的要求也越来越高。联茂开发了适用于IC载板、BGA基板等领域的专用材料,具有低膨胀系数、高尺寸稳定性、高可靠性等特点,以满足精细线路和多层堆叠的需求。
其他专业材料: 联茂还提供金属基板材料、耐CAF(导电阳极丝)材料、低损耗材料等,以应对各种特殊应用挑战。例如,其低损耗材料能够有效抑制信号衰减,提高信号完整性。
市场地位和应用领域: 联茂电子凭借其技术创新和规模化生产,在全球PCB基材市场占据重要地位。其产品广泛应用于消费电子、计算机、通信、汽车电子、工业控制、医疗设备等领域。在5G、云计算等新兴技术领域,联茂的材料解决方案发挥着关键作用。
2. 生益科技 (Shengyi Technology Co., Ltd.)
品牌概述: 生益科技是中国大陆最大的覆铜板生产商,也是全球领先的PCB基材供应商之一。公司拥有强大的研发实力和完善的生产体系,产品种类丰富,品质稳定,在国内外市场享有盛誉。
主要产品线和技术特点:
FR-4系列: 生益科技的FR-4系列产品是其核心业务之一,涵盖了标准FR-4、高Tg FR-4、无卤FR-4等多个细分市场。生益的FR-4基材以其优异的耐热性、可靠性、加工性能和成本效益而广受欢迎。例如,其高Tg材料在耐热循环、抗剥离强度等方面表现出色。
高频高速材料: 面对高速通信的需求,生益科技积极布局高频高速材料领域,开发了SE-791、SE-792、SE-793等一系列低介电损耗材料。这些材料采用特种树脂体系和低介电玻璃布,有效降低了信号传输损耗和色散,满足了5G通信、毫米波雷达、高速服务器等应用对信号完整性的严苛要求。生益在高频材料的研发方面取得了显著进展,能够提供高性价比的解决方案。
IC载板材料: 生益科技在IC载板材料方面也取得突破,开发了低Dk/Df、高Tg、低膨胀系数的封装基板材料,以满足芯片小型化、高性能化的发展趋势。这些材料具有精细线路制作能力和优异的尺寸稳定性,是先进封装技术不可或缺的关键材料。
HDI材料: 针对高密度互连(HDI)板的需求,生益科技开发了具有优异激光钻孔性能和尺寸稳定性的材料。这些材料能够实现更小的孔径和线宽,提高布线密度,满足智能手机、平板电脑等小型化产品的需求。
环保型材料: 生益科技积极响应环保趋势,推出了无卤素、低挥发性有机化合物(VOC)排放的绿色环保型材料,符合全球对可持续发展的要求。
市场地位和应用领域: 生益科技凭借其全面的产品组合、强大的技术创新能力和完善的客户服务体系,在中国大陆市场占据绝对优势,并在全球市场份额不断提升。其产品广泛应用于移动通信、汽车电子、计算机、工业控制、医疗设备、航空航天等多个领域。特别是在5G基站建设、新能源汽车等新兴领域,生益科技的材料发挥着关键作用。
3. 台光电子 (Taiwan Union Technology Corporation, TUC)
品牌概述: 台光电子是全球主要的无卤素PCB基材供应商之一,在环保材料领域具有领先地位。公司专注于高性能、高可靠性基材的研发和生产,产品线涵盖了从传统FR-4到高频高速材料。
主要产品线和技术特点:
无卤素材料: 台光电子是无卤素材料领域的先行者和领导者,其无卤素产品线非常丰富,包括多种Tg等级和性能特点的无卤素FR-4。这些材料不仅符合环保要求,而且在电气性能、机械性能和热性能方面均表现出色,甚至在某些方面超越了传统FR-4。例如,其高Tg无卤素材料具有优异的耐热冲击性和抗分层性能。
高频高速材料: 台光电子积极布局高频高速市场,开发了低Dk/Df的材料,如TU-872SLK、TU-872SLP等。这些材料采用独特的树脂配方和低介电玻璃布,有效降低了信号传输损耗,适用于高速服务器、网络设备、5G通信等高带宽应用。其材料在高频段仍能保持稳定的介电性能。
高可靠性材料: 台光电子致力于提供高可靠性、长寿命的PCB基材,特别是在汽车电子、工业控制等对可靠性要求极高的领域。其材料具有优异的耐热循环性能、尺寸稳定性和抗CAF能力,确保产品在严苛环境下的长期稳定运行。
低损耗材料: 针对高速信号传输中的损耗问题,台光电子开发了具有超低介电损耗的材料,能够最大程度地减少信号衰减,保证信号的完整性。
市场地位和应用领域: 台光电子凭借其在无卤素材料和高性能材料方面的优势,在全球PCB基材市场占据重要地位。其产品广泛应用于通信设备、服务器、汽车电子、医疗设备、消费电子等领域。尤其是在对环保和高性能有双重要求的应用中,台光电子是优选供应商。
4. 宏仁集团 (Kingboard Holdings Limited)
品牌概述: 宏仁集团是全球领先的覆铜板制造商之一,总部位于香港,在大陆拥有庞大的生产基地。宏仁集团以其巨大的产能和全面的产品线而闻名,提供各种标准和特种覆铜板。
主要产品线和技术特点:
FR-4系列: 宏仁集团是全球最大的FR-4覆铜板生产商之一,其FR-4产品涵盖了从通用型到高性能型,包括标准FR-4、高Tg FR-4、无卤素FR-4、无铅兼容FR-4等。其产品以稳定的质量和成本效益而受到广泛认可,是许多中低端和通用型PCB应用的首选。宏仁在生产规模和成本控制方面具有显著优势。
高频材料: 宏仁集团也积极开发高频材料,以满足通信和网络设备的需求。虽然其在高频材料领域的市场份额可能不如联茂和生益,但其产品也在不断进步,力求提供更具竞争力的解决方案。
HDI材料: 针对HDI板市场,宏仁也提供了具有良好激光钻孔性能和尺寸稳定性的材料。
其他专业材料: 宏仁集团还生产CEM系列(复合材料)和纸基板等产品,以满足不同应用场景的需求。
市场地位和应用领域: 宏仁集团凭借其规模优势和成本控制能力,在全球PCB基材市场占据重要地位。其产品广泛应用于消费电子、计算机、家电、工业控制等领域。宏仁集团的庞大产能使其能够满足大规模生产的需求。
5. 松下电器产业株式会社 (Panasonic Corporation)
品牌概述: 松下作为一家全球知名的综合性电子公司,其电子材料部门在PCB基材领域也占有一席之地,尤其在高性能和特种材料方面具有优势。
主要产品线和技术特点:
高频高速材料: 松下在高频高速材料领域拥有先进的技术,提供具有极低介电常数和介电损耗的材料,如Megtron系列(Megtron 6、Megtron 7等)。这些材料专为5G通信、数据中心、高速服务器、超级计算机等极端高速应用设计,能够最大限度地减少信号衰减和失真,确保信号完整性。其材料的稳定性和可靠性得到了业界的高度认可。
低膨胀系数材料: 松下提供低膨胀系数的材料,适用于需要高尺寸稳定性和可靠性的应用,例如IC载板和高性能多层板。
耐热材料: 松下也开发了具有优异耐热性能的材料,适用于高温环境和高功率应用。
其他专业材料: 松下还提供一些其他特种材料,例如用于汽车雷达和毫米波应用的特殊基板。
市场地位和应用领域: 松下在高端PCB基材市场具有较强的竞争力,尤其在高频高速和特种应用领域。其产品主要应用于通信基础设施、高性能计算、汽车电子、医疗设备等高端市场。松下的材料通常以其卓越的性能和可靠性而闻名,尽管成本可能相对较高。
6. 杜邦 (DuPont de Nemours, Inc.)
品牌概述: 杜邦是全球知名的化学公司,在电子材料领域拥有悠久的历史和领先的技术。在PCB领域,杜邦主要以其柔性电路材料(如Kapton聚酰亚胺薄膜)和特殊粘合剂而闻名。
主要产品线和技术特点:
柔性基材(Kapton系列): 杜邦的Kapton系列聚酰亚胺薄膜是柔性电路板(FPC)领域的事实标准。Kapton薄膜具有优异的耐高温性、尺寸稳定性、机械强度、电绝缘性和化学稳定性。它能在极端温度下保持性能,并且具有出色的柔韧性,允许FPC在狭小空间内弯曲和折叠,满足便携式电子产品、可穿戴设备、医疗器械等对轻薄化和灵活性的需求。
粘合剂和涂层: 杜邦还提供用于PCB制造的各种粘合剂、保护涂层和成像材料,这些材料对于多层板的层压和电路图形的形成至关重要。
电磁屏蔽材料: 杜邦也提供电磁屏蔽膜,用于抑制电子设备中的电磁干扰(EMI)。
市场地位和应用领域: 杜邦在柔性电路材料领域占据主导地位,其Kapton薄膜被广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、医疗设备、汽车电子等需要柔性连接的电子产品中。杜邦的材料以其高性能和高可靠性而受到业界认可。
7. 罗杰斯公司 (Rogers Corporation)
品牌概述: 罗杰斯公司是全球领先的特种材料制造商,尤其在高频和高性能材料领域享有盛誉。其产品广泛应用于射频、微波和高压应用。
主要产品线和技术特点:
高频微波材料(RO3000、RO4000系列等): 罗杰斯是高频电路板材料的领导者,其RO3000系列(如RO3003、RO3006、RO3010)和RO4000系列(如RO4350B、RO4835G2)是行业标准。这些材料基于陶瓷填充聚四氟乙烯(PTFE)或低损耗碳氢化合物/陶瓷体系,具有极低的介电常数(Dk)和介电损耗(Df),且在宽频率范围内Dk/Df稳定性极高。它们能有效减少信号衰减、串扰和相移,适用于5G天线、毫米波雷达、卫星通信、相控阵雷达、功率放大器、射频识别(RFID)等对信号完整性要求极高的应用。
散热管理材料: 罗杰斯还提供高效的散热管理材料,如导热衬垫和相变材料,用于大功率电子器件的散热解决方案。
互连解决方案: 除了基材,罗杰斯也提供用于连接和密封的特殊材料。
市场地位和应用领域: 罗杰斯在高频微波材料市场占据主导地位,其产品是许多高端通信和雷达系统的首选。罗杰斯材料的卓越性能使其在国防、航空航天、汽车雷达、5G通信基础设施等关键领域不可或缺。尽管其材料成本较高,但其在极端高频应用中的性能优势是其他材料难以比拟的。
8. 伊索拉 (Isola Group)
品牌概述: 伊索拉是全球领先的层压板和介电材料供应商,为复杂多层PCB提供高性能材料解决方案。
主要产品线和技术特点:
高性能FR-4和高Tg材料: 伊索拉提供各种高性能FR-4和高Tg材料,具有优异的耐热性、尺寸稳定性和可靠性,适用于高密度互连(HDI)和多层板应用。例如,其产品如IS400、IS410等在热可靠性和加工性方面表现良好。
高频高速材料: 伊索拉也积极开发高频高速材料,如I-Tera MT系列和I-Speed系列。这些材料旨在提供低介电常数和低介电损耗,以满足高速数字和射频应用的需求。它们在高数据速率传输中表现出色,有助于提高信号完整性。
无卤素材料: 伊索拉也提供符合环保要求的无卤素材料,以满足全球对绿色电子产品的需求。
低损耗材料: 针对高速信号传输中的损耗,伊索拉开发了专门的低损耗材料,以确保信号的清晰传输。
市场地位和应用领域: 伊索拉的产品广泛应用于通信、网络设备、服务器、汽车电子、工业控制和军事/航空航天等领域。伊索拉在高性能材料和可靠性方面拥有良好的声誉,是许多高端应用的选择。
9. 威士达 (Ventec International Group)
品牌概述: 威士达是全球领先的覆铜板和预浸料制造商,以其高质量和可靠性而闻名。公司提供全面的产品组合,满足不同市场的需求。
主要产品线和技术特点:
FR-4系列: 威士达提供多种FR-4产品,包括标准FR-4、高Tg FR-4、无卤素FR-4等。其材料以稳定的电气性能、机械性能和热性能而著称,适用于各种通用和高性能应用。威士达的材料在多层板制造中表现出色。
高频高速材料: 威士达也积极开发高频高速材料,例如VT-47系列和VT-901系列。这些材料旨在提供较低的介电常数和介电损耗,以满足高速数字信号传输和射频应用的需求。它们在高频段具有良好的性能稳定性。
热管理材料: 威士达提供一些热管理解决方案,包括用于高功率应用的金属基板材料和导热材料。
其他专业材料: 威士达还提供用于汽车电子、LED照明等特殊应用的材料。
市场地位和应用领域: 威士达的产品广泛应用于汽车电子、通信、工业控制、医疗设备和消费电子等领域。威士达以其稳定的产品质量和全球化的服务网络而受到客户认可。
10. 王氏(Wong's)
品牌概述: 王氏是香港一家知名的覆铜板制造商,也是亚洲地区的重要供应商之一。公司提供多种类型的覆铜板产品。
主要产品线和技术特点:
FR-4系列: 王氏主要生产FR-4覆铜板,包括标准FR-4和一些改良型产品。其产品以成本效益和可靠性而受到市场青睐,主要服务于中低端和通用型PCB市场。
CEM系列: 王氏也生产CEM系列复合材料,这些材料通常比FR-4更具成本优势,适用于一些对性能要求不那么严格的应用。
市场地位和应用领域: 王氏的产品主要应用于消费电子、家电、计算机周边设备等领域。王氏在成本控制和批量生产方面具有优势,满足了大量通用PCB的需求。
PCB基材选择的关键因素
选择合适的PCB基材是一个复杂的过程,需要综合考虑多个因素:
1. 电气性能:
介电常数(Dk/Er): 指材料储存电能的能力。Dk值越低,信号传输速度越快,信号延迟越小,适用于高速数字电路。
介电损耗(Df/Tanδ): 指材料在电场中损耗能量的能力。Df值越低,信号衰减越小,信号完整性越好,尤其在高频应用中至关重要。
阻抗控制: 材料的Dk值和厚度直接影响传输线的特征阻抗,对于高速信号的匹配至关重要。
信号完整性: 考虑Dk/Df的频率稳定性、信号衰减、串扰、反射等。
2. 热性能:
玻璃化转变温度(Tg): 材料从刚性玻璃态转变为软化橡胶态的温度。Tg越高,材料在高温下保持机械稳定性和尺寸稳定性的能力越强,适用于高密度、多层板和高温应用。
热分解温度(Td): 材料在高温下发生分解的温度。Td值越高,材料的耐热性越好,不易分解。
热膨胀系数(CTE): 材料受热膨胀的程度。CTE与铜箔越接近,越能减少热应力引起的板材变形和分层,对于多层板和IC载板尤为重要。
耐热冲击性: 材料在快速温度变化下抵抗分层和变形的能力。
3. 机械性能:
弯曲强度/模量: 材料抵抗弯曲变形的能力。
剥离强度: 铜箔与基材之间的结合强度,影响线路的可靠性。
抗冲击性: 材料抵抗外部冲击的能力。
尺寸稳定性: 材料在加工和使用过程中保持尺寸不变的能力,对于精细线路和多层对准至关重要。
4. 可靠性:
耐CAF(导电阳极丝)能力: 指材料在潮湿电场作用下,通过离子迁移形成导电路径的能力。耐CAF能力强,可有效防止短路。
吸湿性: 材料吸收水分的程度。吸湿性高会影响电气性能和可靠性。
抗化学性: 材料抵抗化学腐蚀的能力,尤其在表面处理和焊接过程中。
5. 加工性能:
钻孔性能: 材料的钻孔效率、孔壁粗糙度、去钻污能力等,影响钻孔质量和成本。
层压性能: 层压过程中的流动性、粘合性、树脂填充性等。
激光钻孔性能(针对HDI): 激光打孔的效率和孔形。
6. 环保要求:
无卤素: 符合RoHS、REACH等环保指令,不含卤素(氯、溴)等有害物质。
其他有害物质限制: 例如对锑、磷等的使用限制。
7. 成本:
不同材料的价格差异巨大,需要根据产品定位和性能要求进行权衡。高性能材料通常意味着更高的成本。
未来的发展趋势
PCB基材的技术发展与电子行业的发展紧密相连。未来几年,以下几个趋势将继续推动PCB材料的创新:
高频高速化: 随着5G、6G、人工智能、云计算等技术的发展,对超低介电常数和超低介电损耗材料的需求将持续增长。材料供应商将继续开发具有更优异高频性能的树脂体系和增强材料。
热管理集成化: 随着器件功率密度的增加,散热问题日益突出。集成散热功能的PCB基材(如高导热材料、金属基板)以及与散热解决方案的结合将成为重要的发展方向。
可靠性与耐久性提升: 汽车电子、工业控制、航空航天等领域对PCB的可靠性和长期稳定性提出了更高要求。材料将朝向更高的Tg、更低的CTE、更强的抗CAF能力发展。
环保与可持续发展: 无卤素、低VOC排放以及可回收的绿色环保型材料将成为主流。行业将更加关注材料的全生命周期环境影响。
多功能集成化: 除了电气连接功能,PCB基材可能集成更多的功能,例如传感器、天线、光传输等,实现更高集成度的电子模块。
先进封装配套: 随着芯片封装技术向更高密度、更小尺寸发展,对IC载板材料和先进封装基板材料的要求将更加严苛,需要更精细的加工能力、更低的膨胀系数和更高的可靠性。
柔性与可穿戴应用: 柔性PCB材料将继续创新,以满足可穿戴设备、折叠屏手机、医疗器械等新兴应用对超薄、超柔、高可靠性的需求。
总结
PCB板材料是电子工业的基石,其发展直接影响着电子产品的性能和创新。全球有众多优秀的品牌致力于提供各类高性能、高可靠性的PCB基材,以满足不断变化的市场需求。从通用型的FR-4到高端的高频高速材料,每种材料都有其独特的优势和适用范围。
在选择PCB板材料时,工程师和采购人员必须综合考虑电气性能、热性能、机械性能、可靠性、加工性能、环保要求以及成本等多个维度。理解不同品牌的技术特点和产品系列,能够帮助我们做出最合适的选择,从而优化产品性能,降低制造成本,并确保产品的长期可靠性。
随着技术的不断进步,未来的PCB材料将更加智能、环保和多功能,为电子产品的创新和发展提供坚实的基础。
责任编辑:David
【免责声明】
1、本文内容、数据、图表等来源于网络引用或其他公开资料,版权归属原作者、原发表出处。若版权所有方对本文的引用持有异议,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com),本方将及时处理。
2、本文的引用仅供读者交流学习使用,不涉及商业目的。
3、本文内容仅代表作者观点,拍明芯城不对内容的准确性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保证。读者阅读本文后做出的决定或行为,是基于自主意愿和独立判断做出的,请读者明确相关结果。
4、如需转载本方拥有版权的文章,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com)注明“转载原因”。未经允许私自转载拍明芯城将保留追究其法律责任的权利。
拍明芯城拥有对此声明的最终解释权。