在现代电子设备的制造中，电路板（PCB）是至关重要的组成部分。

PCB的设计涉及到许多因素，其中PCB材料特性是决定电路板性能和可靠性的重要因素之一。不同的PCB材料在热、机械和电气方面表现出不同的行为，而正确选择和应用这些材料可以最大程度地优化电路板的性能。

在 PCB 设计中，需要考虑材料特性，因为这影响了其质量。合适的材料电气特性能够确保信号传输的准确性和稳定性，减少信号失真和干扰。良好的机械特性可使 PCB 在各种环境下保持结构完整性，提高产品的可靠性。恰当的热特性有助于 PCB 有效地散热，防止过热对电子元件造成损坏，从而延长 PCB 的使用寿命。

在电子产品使用的PCB，基本都是由铜箔和有机材料组成的，如下图所示：

重要的PCB材料特性

1. 电气性能

电气性能是决定电路板信号传输和性能的关键因素之一。在PCB材料中，介电常数是一个重要的电气特性。介电常数影响信号的传播速度和损耗，特别是在高速/高频PCB设计中。介电常数随着频率的变化而变化，导致信号的色散和损耗。设计人员在选择PCB材料时，应特别关注介电常数的频率依赖性，以确保在高频应用中获得准确的信号传输。

2. 结构特性

PCB的结构特性会影响电路板的机械、热学和电气性能。其中两个关键方面是玻璃编织风格和铜导体粗糙度。

玻璃编织风格

玻璃编织风格在PCB基板上留下缝隙，影响基板的介电常数和机械性能。玻璃编织风格中的间隙会引起所谓的纤维编织效应，导致介电常数的变化和信号损耗。这在高频应用中尤为明显，可能影响信号的稳定性和传输质量。

铜导体粗糙度

铜导体的表面粗糙度影响电路板的电阻抗和信号传输。较粗糙的导体表面会增加高频信号传输时的损耗，降低信号质量。设计人员应该选择合适的导体制造方法和材料，以确保导体表面的平滑度和电气性能。

3. 热性能

线路板的热性能对于电子设备的散热和稳定性至关重要。在选择PCB材料时，热导率和比热是两个重要的考虑因素。

热导率和比热

热导率表示了热量在材料中传递的能力，而比热表示了材料温度变化所需的热量。这两个参数共同影响电路板的热传导和温度分布。对于需要高效散热的应用，应选择具有较高热导率的PCB材料，以确保热量能够有效地从电路板散发出去。

玻璃化转变温度和热膨胀系数（CTE）

玻璃化转变温度和热膨胀系数是决定PCB材料在热变化下性能的重要指标。玻璃化转变温度是材料从玻璃态转变为橡胶态的温度，影响材料的机械性能和稳定性。热膨胀系数表示材料在温度变化下体积的变化程度，影响PCB在热循环中的可靠性和稳定性。设计人员应选择具有适当玻璃化转变温度和热膨胀系数的PCB材料，以适应预期的工作温度范围和热循环环境。

Tg指标

（1）一般Tg的板材：130℃~150℃，如KB-6164F（140℃）、S1141（140℃）；
（2）中等Tg的板材：150℃~170℃，如KB-6165F（150℃）、S1141 150（150℃）；
（3）高等Tg的板材：170℃及以上，如KB-6167F（170℃）、S1170 （170℃）。

在电路板设计中，正确选择和应用PCB材料是确保电路板性能和可靠性的关键。不同的PCB材料具有不同的电气、结构、机械和热性能，设计人员应根据应用需求仔细评估这些特性。通过考虑介电常数、结构特性和热性能等关键因素，设计人员可以制定出更稳定、高效的电子设备，满足不同应用的需求。