PCB高频板材的定义和分类如何明智的选择高频高速板材

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发布时间：2024-04-28 05:00:43

是指电磁频率较高的特种线路板，用于高频率（频率大于300MHZ或者波长小于1米）与（频率大于3GHZ或者波长小于0.1米）领域的PCB，是在微波基材覆铜板上利用普通刚性线路板制造方法的部分工序或者采取了特殊处理方法而生产的电路板。一般来说，高频板可定义为频率在1GHz以上线路板。

随着科学技术的加快速度进行发展，慢慢的变多的设备设计是在微波频段（＞1GHZ）甚至与毫米波领域（77GHZ）以上的应用（例如现在很火的车载77GHz毫米波天线），这也代表着频率慢慢的升高，对线路板的基材的要求也慢慢变得高。比如说基板材料需要具有优良的电性能，良好的化学稳定性，随频率的增加在基材上的损失要求非常小，所以高频板材的重要性就凸现出来了。

a. 有机材质：酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、Polyimide、BT/Epoxy等皆属之。

国家板材性能好价格低，性能不输进口产品，代表性的有：东莞生益、泰州旺灵、泰兴微波、常州中英、功力陶瓷板等

1）、罗杰斯：Rogers：RO4003、RO3003、RO4350、RO5880等，随着5G毫米波的发展，罗斯杰也推出了多款适合毫米波的低损耗线系列：基于陶瓷填充的PTFE电路材料，型号有：RO3003、RO3006、RO3010、RO3035高频层压板。

RT6000系列：基于陶瓷填充的PTFE电路材料，为需要高介电常数的电子电路和微波电路而设计的，型号有：RT6006介电常数6.15，RT6010介电常数10.2。

当然还有很多其他高频板材未一一列出。其中，Arlon（已被罗杰斯收购，也是老微波板厂）。

在选择用于高频电路的PCB所用的基板时，要特别考察材料DK，在不同频率下的变化特性。而对于侧重信号高速传输方面的要求，或特性阻抗控制要求，则重点考察DF及其在频率、温湿度等条件下的性能。

一般型基板材料在频率变化的条件下，表现出DK、DF值变化较大的规律。尤其是在l MHz到l GHz的频率内，它们的DK、DF值的变化越来越明显。例如，一般型环氧树脂一玻纤布基的基板材料（一般型FR-4）在lMHz的频率下的DK值为4．7，而在lGHz的频率下的DK值变化为4.19。超过lGHz以上，它的DK值的变化趋势于平缓。其变化趋势是随频率的增高，而变小（但变化幅度不大），例如在l0GHz下，一般FR一4的DK值为4．15，具有高速、高频特性的基板材料在频率变化的情况下，DK值变化较小，自lMHz到lGHz的变化频率下，DK多保持在0.02范围的变化。其DK值在由低到高不同频率条件下，略微有下降的趋向。

一般型基板材料的介质损失因子（DF），在受到频率变化（特别是在高频范围内的变化）的影响而产生DF值的变化要比DK大。其变化规律是趋于增大，因此，在评价一种基板材料的高频特性时，要对其考察的重点是它的DF值变动情况。具有高速高频特性的基板材料，在高频下变化特性方面，一般型基板材料存在着两类明显的不同的两类：一类是随频率的变化，它的（DF）值变化甚小。还有一类是在变化幅度上与一般型基板材料尽管相近，但它本身的（DF）值较低。

选择PCB板材必须在满足设计需求、可量产性、成本中间取得平衡点。简单而言，设计需求包含

和结构可靠性这两部分。通常在设计非常高速的PCB板子（大于GHz的频率）时这板材问题会较为重要。例如，现在常用的FR-4材质，在几个GHz的频率时的介质损Df（Dielectricloss）会很大，可能就不适用。

是方波，它可以看作是不同频率的正弦波信号的叠加。因此10Gb/S包含许多不同频率信号：5Ghz的基波信号、3阶15GHz、5阶25GHz、7阶35GHz信号等。保持数字信号的完整性以及上下沿的陡峭程度和射频微波（数字信号的高频谐波部分达到了微波频段）的低损耗低失真传输一样。因此，在诸多方面，高速数字电路PCB选材和射频微波电路的需求类似。

在实际的工程操作中，高频板材的选择看似简单但需要仔细考虑的因素依旧很多的，通过本文的介绍，作为或者高速项目负责人，对板材的特性及选择有一定的了解。了解板材电性能、热性能、可靠性等。并合理使用层叠，设计出一块可靠性高、加工性好的产品，各种各样的因素的考量达到最佳化。

韧（粘）性（可靠性好）、防火等级;2、与产品匹配的各种各样的性能（电气、性能稳定性等）：

，低色散，随频率及环境变化系数小，材料厚度及胶含量公差小（阻抗控制好），如果走线较长，考虑低粗糙度铜箔。另外一点，高速电路的设计前期都需要仿真，仿真结果是设计的参考标准。“兴森科技-安捷伦（高速/射频）联合实验室”解决了仿真结果和测试不一致的业绩难题，做过大量的仿真和实测闭环验证，通过独有方法能做到仿真和实测一致。