PCB生产用哪些原材料？基板、铜箔、PP与防焊漆

PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）作为电子产品的重要组成部分，在不同类型的应用中具有广泛的需求。为了满足各种电子设备的要求，PCB制造需要使用多种关键原材料。本文将深入探讨PCB电路板生产所需的主要原材料，包括基板、铜箔、PP、感光材料、防焊漆和底片。

1. 基板

PCB电路板的基础是基板，它通常由有机绝缘材料制成。对于特殊用途，也可以使用陶瓷材料作为基底。有机绝缘材料可以分为热固性树脂和热塑性聚脂，用于制造刚性或挠性PCB。常见的热固性树脂包括酚醛树脂和环氧树脂，而热塑性聚脂包括聚酰亚胺和聚四氟乙烯等。基板制备过程涉及将热固性树脂或热塑性聚脂（A STAGE）涂覆在增强材料上，如纸、布、玻璃布或玻璃毡。然后，它们进入烘干室，去除大部分挥发成分，达到半固化状态，即B阶（B STAGE），也称为预浸渍材料。根据所需的基板厚度，选择预浸渍材料的层数，并在单面板或双面板上选择铜箔的上下位置。然后，在高温高压的环境中，通过层压机使材料进一步固化，将B阶材料固化成C阶（C STAGE）。这些基板通常具有良好的稳定性、电绝缘性和化学耐性，并且有不同的尺寸可供选择。

进阶：A 阶、B 阶、C 阶到底在说什么

原文提到基板制备要经历 A 阶、B 阶、C 阶三个阶段，这是理解全部原材料的关键线索：

• A 阶：树脂处于初始状态，可溶可熔，此时把它涂覆到纸、布、玻璃布或玻璃毡等增强材料上；
• B 阶：进入烘干室后挥发成分被去除，树脂处于半固化状态，这就是常说的预浸渍材料（Prepreg），可以储存备用；
• C 阶：在高温高压下层压固化，树脂完全交联，成为最终的绝缘基板。

把 PP 理解为「B 阶的树脂」，很多叠层问题就会变得好理解：压合的本质，就是让 B 阶树脂重新流动并固化成 C 阶，把各层粘成一个整体。因此 PP 的流动度、凝胶时间与树脂含量，直接决定了压合后的介质厚度与填充效果。

尺寸选择的核心是拼版利用率：同样的板，在不同尺寸的大料上排版，材料成本可能相差几个百分点，量大的时候这笔账很可观。

基材的更多类型可参考Common Materials Used in PCBs与PCB Materials。

2. 铜箔

PCB上常用的金属箔主要是铜箔，它通过压延或电解方法制成。铜箔的厚度通常从0.3mil到3mil（0.25oz/ft²到2oz/ft²）不等，选择取决于其承载电流的大小和蚀刻的精度要求。铜箔的质量影响主要体现在表面凹痕、麻坑以及抗剥强度等方面。

3. PP（聚丙烯）

PP，即聚丙烯，是制备多层板时不可或缺的层间粘合剂，实际上就是B阶的树脂。

进阶：铜箔与 PP 的选型要点

铜箔的选择可以收敛到三条：

• Thickness：薄铜利于精细线路，厚铜利于载流与散热；两者不可兼得；
• 压延铜（RA）与电解铜（ED）：RA 延展性好，适合挠性板与反复弯折场景；ED 成本更低，是刚性板的主流；
• 表面粗糙度：高频下直接影响导体损耗，天线与高速板通常指定低轮廓或超低轮廓铜箔。

PP 的选择同样有讲究：

• Glass Cloth Models：1080、2116、7628 等型号的厚度与含胶量不同，直接影响压合后的介质厚度；
• 树脂含量：含胶量高的 PP 填充性好，适合填补厚铜线路之间的空隙；
• 流动度：流动度过大会溢胶，软硬结合板与开窗区域通常改用 NO-FLOW PP。

半固化片与芯板的搭配细节见An Introduction to Multilayer Board Substrate Materials and Pre-pregs。

4. 感光材料

感光材料分为光致抗蚀剂和感光膜两种类型，行业内通常称为湿膜和干膜。光致抗蚀剂涂覆在覆铜板上的涂层在特定波长的光照下会发生化学变化，从而改变在溶剂（显影液）中的溶解度。光致抗蚀剂分为正性（光分解型）和负性（光聚合型），而感光膜有干膜和湿膜之分，也分为正性和负性。它们对紫外线非常敏感。尽管干膜与湿膜在价格上存在差距，但干膜能提供高精度的线条和蚀刻，因此逐渐取代湿膜成为主流趋势。

5. 防焊漆

防焊漆，也称为油墨，实际上是一种Solder Mask剂。常见的防焊漆是一种对液态焊锡不具有亲和力的液态感光材料。在特定光谱照射下，它会发生变化并硬化。另外，还有UV绿油和湿油可供选择。实际上，PCB的颜色通常由防焊漆的颜色决定。

进阶：干膜、湿膜与防焊油墨怎么分工

三个容易被忽略的点：

• 正性与负性：正性抗蚀剂曝光部分在显影时被去掉，负性则相反，不同工艺路线选择不同；
• 干膜取代湿膜的原因：能稳定提供高精度线条与更好的蚀刻一致性，虽然单价更高；
• 防焊层不只是颜色：它同时承担绝缘、防焊与防护作用，厚度与附着力都会影响长期可靠性。

原文提到的底片（菲林）也在这个环节起作用：它用高对比度与高分辨率记录图形，感光速度较低反而有利于精细线条与尺寸稳定；采用玻璃作底版，可以进一步满足尺寸稳定性的要求。

紫外激光等新工艺对材料的要求见Applications of Ultraviolet Lasers in Printed Circuit Board Manufacturing。

6. 底片

底片，也称为菲林，类似于照相用的聚脂底片，都是利用感光材料记录图像资料的材料。它们具有很高的对比度、感光度和分辨率，但要求感光速度较低。采用玻璃作底版可以满足精细线条和尺寸稳定性的要求。

进阶：原材料是怎么影响成本的

1. 基板是大头：层数、板厚与材料等级决定了主要成本；
2. 铜厚影响加工成本：厚铜蚀刻更难，良率与工时都会上升；
3. PP 型号影响压合：特殊型号可能需要单独采购，进而影响交期；
4. 干膜与油墨等级：高精度与特殊颜色会增加成本；
5. 利用率是隐形成本：排板方式直接决定材料浪费的比例。

降低采购成本的思路见Six Ways to Reduce PCB Procurement Costs，材料选型方法见如何选择PCB板材料。

进阶：来料与过程检验的六项清单

1. Substrate：核对型号、Tg、厚度、铜厚与尺寸，并确认有效期与储存条件；
2. Copper foil：检查表面凹痕、麻坑与抗剥强度；
3. PP：核对型号、树脂含量、储存温湿度与剩余有效期；
4. 干膜与油墨：核对批号、有效期与感光度参数；
5. 底片：检查图形完整性与尺寸稳定性；
6. Keep a record：所有批次参数与检验结果归档，便于失效时回溯。

对采购方而言，与其逐项自己检，不如要求板厂提供材料批次与检验记录，重点看是否可追溯——这比单看一份合格报告更有意义。

打样阶段的注意事项见PCB Prototyping Process and Precautions。

Conclusion

电路板的生产需要多种原材料的协同作用，以确保最终产品的质量和性能。了解这些原材料的特性和用途对于PCB制造非常重要，因为它们直接影响到电路板的性能和可靠性。

Frequently Asked Questions

1. PCB的基板有哪些常见尺寸？

PCB的基板主要有36″*48″、40″*48″和42″*48″等几种常见尺寸。

2. 铜箔的厚度如何选择？

铜箔的厚度选择取决于其承载电流的大小和蚀刻的精度要求。

3. 感光材料有哪两种主要类型？

感光材料分为光致抗蚀剂和感光膜，通常称为湿膜和干膜。

4. 防焊漆的作用是什么？

防焊漆是一种阻焊剂，它的作用是对液态焊锡不具有亲和力的液态感光材料，在特定光谱照射下会发生变化并硬化。

5. 为什么底片的感光速度要较低？

底片的感光速度较低是为了满足精细线条和尺寸稳定性的要求。

如果您需要更多关于PCB原材料或其他相关主题的信息，请随时向我们提问。

6. A 阶、B 阶、C 阶该怎么理解？

可以理解为树脂固化的三个阶段：A 阶是可流动的初始态，B 阶是半固化、可储存的预浸料，C 阶是完全固化后的最终基板。压合工序就是把 B 阶重新变成 C 阶的过程。

7. 压延铜和电解铜怎么选？

需要弯折或挠性应用选压延铜（RA），它的延展性更好；常规刚性板选电解铜（ED），成本更低。高频天线场景还要额外关注铜箔的表面粗糙度。

8. PP 型号那么多，怎么快速判断？

抓住三个参数：玻璃布型号（决定厚度与含胶量）、树脂含量（决定填充能力）、流动度（决定是否溢胶）。其余参数在常规产品中差异不大。

9. 为什么干膜会逐渐取代湿膜？

因为它能稳定提供更高的线条精度与更好的蚀刻一致性。虽然干膜单价更高，但在细线路产品上，良率与一致性的收益足以覆盖这部分成本。

10. 原材料等级会影响最终可靠性吗？

会，而且影响很大。Tg、CTE、耐 CAF 性能与树脂体系的差异，会直接反映在耐热、耐湿与长期绝缘可靠性上。高可靠产品不应在原材料等级上做无依据的降本。

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