印刷电路板(PCB)由多种材料制成，但当需要高可靠性、绝缘强度和额定温度（但不需要高RF性能）时，最流行的格式是FR-4，其中基板是用环氧树脂浸渍的编织玻璃纤维布。当基材完全固化并在顶部和底部（或仅在顶部）层压铜箔时，则称为板芯。如果环氧树脂没有固化，只有一面有铜，那么它被称为预浸料，旨在对芯进行热压以形成多层板。多层板通常是通过将预浸料热压到芯材的任一侧来构建的，压力和热量使预浸料中未固化的环氧树脂与板芯粘合并完成固化的交联过程。预浸料的最终厚度往往比基材更薄，而且板与板之间的一致性较差，需要可预测的走线阻抗（主要在RF和高速数字中）或高介电层间强度。

最能限制线路板额定温度上限的两件事是铜和基板之间的热膨胀系数差异（必须通过将两者连接起来的粘合剂来适应）以及基板类型。例如，FR-4中的玻璃纤维布基材可以承受远高于任何电子元件的温度，而环氧树脂则不能，因此，额定温度完全由环氧树脂决定。FR-4中使用的标准环氧树脂的玻璃化转变温度Tg为°C，在这个温度下，坚硬的基材变得柔韧，更糟糕的是，其热膨胀系数也急剧增加。长时间在接近Tg温度的情况下运行，更不用说高于Tg，最终会导致电路板故障，原因是走线破裂、通孔被拉开、层间短路，甚至铜从基板上完全分层。尽管有铅焊料在红外回流焊接过程中需要加热到°C才能完全润湿，但标准°C下FR-4的问题很少发生。

当减少有害物质(RoHS)指令于年生效时，大多数发往欧盟的电子设备和子组件不得不改用无铅焊料，这总是需要更高的回流温度，通常是°C，并产生不太可靠的接头来启动。回流温度仅增加25°就足以引发电路板/接头故障的大量增加，因为偏离太近（或高于）Tg，因此开发了新的环氧树脂配方，将Tg提高到°C。

润湿性和整体性较差无铅焊料的可靠性仍然存在，车辆在内的产品类别不必使用它，在这种情况下，更高的Tg可用于允许在接近或高于°C的温度下长时间运行，这可以让更高温度额定值的SiC和GaN半导体更接近其全部潜力。

金属基材（更正式地称为绝缘金属基板）PCB通过提高板本身的导热性采用不同的方法进行热管理，这使电路板能够更有效地将热量从组件传递到环境中，从而减小额外散热器的尺寸，甚至完全消除它们。金属基材使用金属板作为板芯，而不是完全固化的FR-4。金属板比用于走线的铜箔厚得多，通常为0.8毫米到1.6毫米，并且最常见的是铝或铜。金属芯提供了相当大的刚度，可以在它和铜迹线层之间使用非常薄的介电层，提供比标准FR-4中等效厚度的玻璃纤维和环氧树脂高得多的热导率的电绝缘。最终结果是热导率从FR-4的典型值0.25W/m-K（瓦/米-开尔文）显著增加到单面金属芯板的高达3W/m-K。

在使用双面板时，这种提高导热性的好处大部分都没有了，另一个潜在的问题是板芯本身显然是导电的，因此更难以确保它与组件通孔或过孔之间的良好电气隔离。一些电路板制造商在板芯的一侧堆叠所有交替的铜和介电薄膜层，以保持核心和散热器之间的低热阻并避免通孔、孔绝缘问题，这是以更高的热为代价的发热组件和板芯之间的电阻。因此，金属芯PCB可能最好用于相对简单的电力电子设备，这些设备不必过多担心信号完整性问题或对寄生电感和电容保持严格控制，例如LED灯。

结论

就在最近几年，印刷电路板技术有了一些重大改进，尤其与电力电子相关，可以说，最近的进展中最重要的是开发了可以承受更高温度的线路板基材，以及用于改善热传递的金属板芯，能够选择性地将较厚的铜镀到特定的迹线、焊盘或平面上，大大增加载流能力。