PCB 定制参数选型指南

128 2025-09-22

PCB 定制参数选型指南

一、前言

在 PCB 定制过程中,参数选型直接决定了产品的性能、成本与适用场景。无论是消费电子、工业控制还是汽车电子领域的用户,都需要根据自身产品需求精准匹配参数。本指南将从 PCB 定制的核心参数入手,结合不同应用场景,为你提供专业、易懂的选型建议,帮助你避开选型误区,高效完成定制需求。

二、基板类型选型

(一)常见基板类型及特性

基板类型

核心特性

耐温范围

成本水平

适用场景

FR-4 常规板

绝缘性好、机械强度高、工艺成熟

-40℃~130℃

消费电子(手机充电器、路由器)、普通家电控制板

FR-4 高 Tg 板

玻璃化转变温度高(Tg≥170℃)、耐高温稳定性强

-40℃~180℃

工业控制(变频器、PLC)、汽车电子(车载导航)、LED 驱动电源

铝基板

导热系数高(1.0~6.0 W/(m・K))、散热性能优异

-55℃~150℃

中高

大功率 LED 照明(路灯、投光灯)、电源模块(开关电源、逆变器)

高频板(PTFE)

介电常数低(εr=2.1~2.6)、信号传输损耗小

-65℃~260℃

通信设备(5G 基站、卫星接收器)、雷达系统、测试仪器

罗杰斯板(ROGERS)

高频性能稳定、低损耗、一致性好

-55℃~280℃

极高

高端通信(毫米波设备)、航空航天电子、精密测量仪器


(二)选型建议

  1. 按温度需求选型:若产品工作环境温度较高(如汽车发动机舱、工业烤箱附近),优先选择 FR-4 高 Tg 板或铝基板;常温环境下的普通电子产品,FR-4 常规板即可满足需求。

  2. 按散热需求选型:涉及大功率元件(如 LED 灯珠、功率芯片)的 PCB,需重点考虑散热,铝基板是最优选择;若功率较小但需兼顾成本,可选择 FR-4 板搭配散热过孔设计。

  3. 按信号频率选型:高频信号传输(如 5G、雷达信号)场景,必须选用高频板(PTFE 或罗杰斯板),避免信号衰减影响性能;低频信号(如家电控制信号)无需特殊高频基板,FR-4 板性价比更高。

  4. 成本与性能平衡:非高端场景无需盲目追求高规格基板,例如普通消费电子选用 FR-4 常规板,可大幅降低定制成本;仅在性能要求无法满足时,再升级基板类型。

三、PCB 层数选型

(一)不同层数 PCB 的特点及适用场景


结构特点

布线难度

成本水平

适用场景

单层板

仅一面布线,需大量导线连接

极低

简单电路(玩具控制板、小型电源适配器、LED 指示灯板)

双层板

两面布线,通过过孔实现层间连接

中低

常规电路(手机充电器、路由器主板、小型家电控制板)

4 层板

包含信号层、电源层、接地层,布线更规整

复杂电路(工业 PLC、汽车 ECU、平板电脑主板)

6-12 层板

多层信号层 + 独立电源 / 接地层,抗干扰能力强

中高

高端电子(5G 手机主板、服务器主板、医疗设备(CT 机控制板))

12 层以上

多信号层细分,支持高密度布线

极高

特殊领域(航空航天电子、高端雷达系统、大型工业控制系统)


(二)选型建议

  1. 按电路复杂度选型

  • 元件数量少、功能简单(如仅含 1-2 个芯片、少量电阻电容):选择单层板或双层板,成本最低且生产周期短;

  • 元件数量多(超过 20 个)、存在多组电源 / 接地需求(如同时需要 5V、12V 电源):优先选择 4 层板,通过独立电源层、接地层优化电路稳定性;

  • 包含高频信号、高速信号(如 USB3.0、PCIe 接口)或高密度元件(BGA 封装芯片):选择 6 层及以上板,减少信号干扰,满足布线需求。

  1. 按空间限制选型:若产品体积小(如智能手表、小型传感器),即使电路复杂度不高,也需选择多层板(如 4 层板),通过多层布线节省 PCB 面积。

  2. 按抗干扰需求选型:工业控制、医疗设备等对信号稳定性要求高的场景,即使电路可通过双层板实现,也建议选择 4 层板(含独立接地层),提升抗电磁干扰(EMI)能力,避免外部干扰导致设备故障。

四、铜箔厚度选型

(一)常见铜箔厚度及特性

铜箔厚度

等效厚度(μm)

载流能力(25℃时,1mm 宽)

成本水平

适用场景

0.5oz

17.5

1.8A

小电流电路(信号传输、控制电路,如传感器信号采集板)

1oz

35

3.5A

常规电流电路(手机、平板电脑、路由器等消费电子主板)

2oz

70

6.0A

中高电流电路(电源适配器、LED 驱动板、工业电机控制板)

3-5oz

105-175

8.5-12A

中高

大电流电路(逆变器、电动车控制器、大功率电源模块)

5oz 以上

175+

12A 以上

超大电流场景(工业电焊机控制板、大型储能系统主板)


(二)选型建议

  1. 按电流大小选型:根据电路中各导线的最大电流,匹配铜箔厚度,避免铜箔过热烧毁:

  • 信号导线(电流<1A):0.5oz 或 1oz 铜箔足够;

  • 电源导线(电流 1-5A):选择 1-2oz 铜箔;

  • 大电流导线(电流>5A,如电源输入线、电机供电线):选择 3oz 及以上铜箔,或通过 “增加导线宽度” 辅助提升载流能力(如 2oz 铜箔 + 2mm 宽导线,载流能力接近 3oz 铜箔)。

  1. 按散热需求选型:大电流电路(如 LED 驱动板、电源模块)除了考虑载流能力,还需通过铜箔厚度提升散热,例如 2oz 铜箔的散热效果优于 1oz,可减少 PCB 温度升高对元件寿命的影响。

  2. 成本与性能平衡:多数常规电路(如消费电子)选择 1oz 铜箔即可满足需求,无需盲目升级;仅在电流或散热要求无法满足时,再增加铜箔厚度,避免不必要的成本增加。

五、表面处理工艺选型

(一)常见表面处理工艺及特性

工艺类型

表面外观

焊接性能

耐腐蚀性

成本水平

适用场景

喷锡(HASL)

哑光锡层,表面略粗糙

常规焊接(波峰焊、手工焊接,如家电控制板、电源适配器)

沉金(ENIG)

亮金色,表面平整

优秀

精密焊接(SMT 贴片、BGA 封装芯片,如手机主板、平板电脑、医疗设备)

沉银(ENIAg)

亮银色,表面平整

优秀

精密焊接(无铅焊接场景,如工业控制板、汽车电子)

OSP(有机保焊剂)

透明薄膜,不影响 PCB 颜色

中低

短期焊接(生产周期短的产品,如季节性电子产品、临时测试板)

化学镍金(沉金)

同沉金,厚度更均匀

优秀

中高

高可靠性场景(航空航天电子、医疗设备(心脏起搏器控制板))


(二)选型建议

  1. 按焊接方式选型

  • 波峰焊、手工焊接:选择喷锡工艺,成本低且焊接效果稳定;

  • SMT 贴片(尤其是 0402、0201 等小尺寸元件)、BGA/QFP 等精密封装芯片:必须选择沉金或沉银工艺,表面平整性可确保焊接良率,避免虚焊。

  1. 按产品存储周期选型

  • 生产后 1 个月内完成焊接:OSP 工艺性价比高;

  • 存储周期长(超过 3 个月)或需长期使用(如工业设备、医疗设备):选择沉金或沉银工艺,耐腐蚀性强,可延长 PCB 使用寿命。

  1. 按外观需求选型:若产品需要露出 PCB(如透明外壳设备),沉金工艺的亮金色外观更美观;若无需外露,喷锡或 OSP 工艺即可,成本更低。

  2. 按可靠性需求选型:航空航天、医疗等对可靠性要求极高的领域,选择化学镍金(沉金)工艺,其均匀的镀层厚度可确保长期稳定工作,避免因表面处理失效导致故障。

六、线宽与线距选型

(一)常见线宽线距及适用场景

线宽 / 线距

最小适用场景

布线难度

成本水平

适用场景

6mil/6mil

常规工艺可实现

多数消费电子、工业控制板(如手机充电器、路由器、PLC)

4mil/4mil

需高精度工艺

高密度 PCB(如手机主板、平板电脑、小型传感器)

3mil/3mil

高精度工艺 + 严格质量控制

中高

超小体积 PCB(智能手表、微型医疗传感器)

2mil/2mil 及以下

特殊高精度工艺

极高

特殊领域(航空航天电子、高端芯片测试板)


(注:1mil=0.0254mm)

(二)选型建议

  1. 按电流与信号类型选型

  • 信号导线(电流<1A):常规选择 6mil 线宽,若 PCB 面积紧张,可缩小至 4mil;

  • 电源导线(电流 1-3A):线宽需≥8mil(1oz 铜箔),避免电流过大导致线宽不足;

  • 高频信号导线(如 5G 信号、射频信号):线宽需匹配阻抗要求(如 50Ω 阻抗对应特定线宽,需结合 PCB 厚度、基板介电常数计算),且线距需≥线宽,减少信号串扰。

  1. 按工艺能力选型:多数 PCB 厂家常规工艺支持最小 6mil/6mil 线宽线距,选择此规格可确保生产良率高、成本低;仅在 PCB 面积极度紧张(如微型传感器)时,再选择 4mil/4mil 及以下规格,同时需确认厂家工艺是否支持,避免定制失败。

  2. 按批量生产需求选型:小批量打样(1-10 片)可尝试 4mil/4mil 线宽线距;大批量生产(100 片以上)建议选择 6mil/6mil,降低生产难度,减少不良品率,控制总成本。

七、阻焊与丝印颜色选型

(一)阻焊颜色选型

  1. 常见阻焊颜色及特性

| 颜色 | 散热性 | 耐黄变性 | 成本水平 | 适用场景 |

|------|--------|----------|----------|----------|

| 绿色 | 中 | 优 | 低 | 绝大多数 PCB(消费电子、工业控制、汽车电子,通用性最强) |

| 黑色 | 优(吸热性强) | 中 | 中 | 追求外观的产品(高端手机主板、游戏设备、智能穿戴设备) |

| 蓝色 | 中 | 中 | 中 | 差异化外观需求(工业设备面板、特殊用途电子设备) |

| 红色 | 中 | 中 | 中 | 警示或标识需求(医疗设备、安全控制设备) |

| 白色 | 差(反光性强,吸热弱) | 差(易发黄) | 中 | 特殊外观(LED 灯板,便于灯光透出;部分医疗设备) |

  1. 选型建议

  • 无特殊需求:优先选择绿色阻焊,成本最低、工艺成熟,且各厂家均能快速生产;

  • 散热需求高(如大功率 LED 板、电源模块):选择黑色阻焊,吸热性强,辅助提升散热效果;

  • 外观需求特殊(如高端产品、定制化设备):选择黑色、蓝色或红色,但需确认是否有最小起订量(部分颜色小批量可能需额外加价);

  • 白色阻焊仅在特殊场景(如 LED 灯板需要透光)使用,避免因耐黄变性差导致长期使用后外观劣化。

(二)丝印颜色选型

  1. 常见丝印颜色及特性

| 颜色 | 清晰度 | 对比度(与阻焊搭配) | 适用场景 |

|------|--------|----------------------|----------|

| 白色 | 优 | 与绿色、黑色、蓝色阻焊对比度高 | 绝大多数 PCB(搭配绿色、黑色阻焊,丝印清晰易读) |

| 黑色 | 优 | 仅与白色、浅色阻焊对比度高 | 搭配白色、浅色阻焊(如白色阻焊 PCB 上的黑色丝印) |

| 黄色 | 中 | 与深色阻焊(黑色、蓝色)对比度较高 | 特殊外观需求(如工业设备面板) |

  1. 选型建议

  • 常规搭配:绿色阻焊 + 白色丝印、黑色阻焊 + 白色丝印,对比度最高,丝印(元件标识、型号、极性)清晰易读,便于后期焊接、维修;

  • 特殊阻焊搭配:白色阻焊选择黑色丝印,浅色阻焊(如浅蓝)可选择黑色或黄色丝印,确保丝印信息不模糊;

  • 丝印内容简化:仅保留必要信息(元件标号、极性、关键参数),避免丝印过于密集导致模糊,影响可读性。

八、特殊工艺参数选型(阻抗控制、盲埋孔等)

(一)阻抗控制选型

  1. 常见阻抗值及适用场景

| 阻抗值 | 适用信号类型 | 典型应用 |

|--------|--------------|----------|

| 50Ω | 射频信号、高频信号 | 5G 通信模块、射频天线、雷达信号传输线 |

| 75Ω | 视频信号 | 高清摄像头、显示器(HDMI 接口)、电视信号传输线 |

| 90Ω | 差分信号 | USB3.0、PCIe 接口、以太网(10Gbps) |

| 100Ω | 差分信号 | 以太网(1Gbps/10Gbps)、SATA 接口 |

  1. 选型建议

  • 若电路包含射频、高频、高速差分信号(如 5G 模块、USB3.0 接口):必须选择阻抗控制,且需明确阻抗值(如 50Ω、100Ω)及控制精度(常规 ±10%,高精度 ±5%);

  • 仅包含低频信号(如 220V 交流电、5V 直流信号):无需阻抗控制,可节省定制成本;

  • 阻抗控制精度选择:常规场景选择 ±10% 精度,满足信号传输需求;高端通信、测试仪器等对信号稳定性要求极高的场景,选择 ±5% 高精度。

(二)盲埋孔选型

  1. 盲埋孔类型及特性

| 类型 | 连接方式 | 工艺难度 | 成本水平 | 适用场景 |

|------|----------|----------|----------|----------|

| 盲孔 | 表层与内层连接(如顶层→第 2 层) | 中 | 中 | 高密度 PCB(手机主板、智能手表,减少过孔占用表层面积) |

| 埋孔 | 内层与内层连接(如第 2 层→第 3 层) | 高 | 中高 | 多层板(6 层及以上),避免过孔穿透表层,优化表层布线 |

| 盲埋孔组合 | 表层 - 内层、内层 - 内层同时连接 | 极高 | 高 | 超高密度 PCB(高端服务器主板、航空


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