高频板设计及选材

高速高频化PCB主要特性与基板材料PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是现代电子设备中不可或缺的组成部分。

随着现代电子设备对于计算速度、通讯速度、数据传输速度等方面的要求日益增加，对于PCB的高速高频化要求也越来越高，这就需要我们在设计PCB时，优化主板的特性，选择合适的基板材料。

一、高速高频化PCB的主要特性1.双面铜箔：在高速高频化的PCB设计中，双面铜箔被广泛使用。

这是因为这种铜箔可以提供平面性和可靠性。

平面性是指PCB上的各种元器件和电路之间保持平面。

可靠性则涉及PCB设计的信号传输和颜色控制，这对于高速高频化操作来说非常重要。

2.浅孔短路：在高速高频化操作中最常见的问题是浅孔短路。

这种问题可以导致电路中存在不必要的电阻、电容和电感。

因此，设计高速高频化PCB时，应该采用最小化浅孔和短路的方法，以避免这种问题的出现。

3.尽可能减小信号噪声和耗散：在高速高频化操作中，信号噪声很容易出现，这会对信号传输造成严重的干扰。

因此，在高速高频化PCB的设计过程中，应该注意减小信号噪声并防止其传播。

此外，在设计过程中也应该注意尽可能减少功率耗散，以降低热效应。

4.支持不同信号的传输：在高速高频化的PCB设计中，需要支持不同类型的信号传输。

这些信号包括数字信号、模拟信号、高速差分信号等等。

因此，在设计过程中，应该注意支持这些不同类型的信号传输。

二、高速高频化PCB的基板材料1.有机玻璃纤维：在高密度PCB的设计中，有机玻璃纤维是最常用的基板材料。

它具有良好的耐热性和阻燃性，可以忍受高于常温的热量。

此外，它还具有良好的机械强度和极佳的绝缘性能。

2.PTFE：聚四氟乙烯（PTFE）被广泛应用于高速高频化PCB 的设计中。

它具有很高的绝缘性能、低介电损耗和低色散常数，这使其成为制造高速高频化PCB的理想选择。

PTFE的缺点是，其容易在制造过程中穿孔和腐蚀。

3.热塑性环氧树脂：热塑性环氧树脂是制造高密度PCB的理想材料之一。

高速高频用基板材料评价与选择在当今高速发展的电子信息时代，高速高频技术的应用日益广泛，从 5G 通信、卫星导航到高性能计算机等领域，都对基板材料提出了更高的要求。

基板材料作为电子元件的载体，其性能直接影响着整个电子系统的性能和可靠性。

因此，如何准确评价和选择高速高频用基板材料成为了电子工程师和研究人员面临的重要课题。

一、高速高频用基板材料的性能要求在高速高频应用中，基板材料需要具备一系列特殊的性能。

首先是低介电常数（Dk）和低介电损耗（Df）。

介电常数和介电损耗会影响信号在基板中的传输速度和损耗，低的 Dk 和 Df 能够减少信号延迟和衰减，提高信号完整性。

其次是良好的热性能。

高速高频工作会产生大量的热量，基板材料需要具备高的热导率，以有效地散热，保证电子元件的正常工作温度。

此外，基板材料还应具有良好的机械性能，如高的强度和韧性，以承受加工和使用过程中的应力。

同时，良好的耐湿性和耐腐蚀性也是必不可少的，以确保基板在恶劣环境下的稳定性和可靠性。

二、常见的高速高频用基板材料目前，常见的高速高频用基板材料主要包括聚四氟乙烯（PTFE）基板、液晶聚合物（LCP）基板、陶瓷基板和高速多层板用的玻纤增强树脂基板等。

PTFE 基板具有极低的Dk 和Df，但其机械强度较差，加工难度大。

LCP 基板具有良好的柔韧性和低的 Dk、Df，适用于一些对弯折性能有要求的应用。

陶瓷基板如氧化铝、氮化铝等，具有高热导率和良好的机械强度，但成本较高。

玻纤增强树脂基板在成本和性能之间取得了较好的平衡，但其 Dk 和 Df 相对较高。

三、高速高频用基板材料的评价方法1、介电性能测试通过使用网络分析仪等设备，可以测量基板材料的介电常数和介电损耗在不同频率下的值。

这是评价基板材料高频性能的关键指标。

2、热性能测试热导率可以通过热导率测试仪进行测量，热膨胀系数则可以通过热机械分析（TMA）来确定。

3、机械性能测试拉伸强度、弯曲强度和冲击强度等机械性能可以通过万能材料试验机进行测试。

高频PCB制板工艺简介高频PCB即高频电路板，是应用于高频传输信号的印刷电路板。

由于其对信号传输的要求特别高，因此其制板工艺与普通印刷电路板的制作工艺有着很大的不同。

下面将详细介绍高频PCB制板工艺。

1. 材料选择高频电路板要求在高频下具有良好的物理性能，呈现低阻抗、低损耗和高稳定性，因此在材料的选择上非常讲究。

常用的高频材料包括聚四氟乙烯（PTFE）、聚酰亚胺（PI）等。

其中，聚四氟乙烯具有很好的绝缘性能、更高的机械稳定性和更好的耐化学腐蚀性，更适合于高频PCB的制作。

2. 设计在高频电路板的设计中，需要考虑信号路径、层间距等因素。

要保证电路布局的整洁合理，尽量避免过密集的布线和层间过近的设定。

同时需要考虑到金属元件的位置和放置顺序，如天线、RF模块和灵活电缆的接口等，以确保其正确的放置和焊接方式。

3. 制板高频PCB的制板过程需要注意许多事项。

首先是背景布反光问题。

亲水性的材料在制作过程中很容易产生背景反光，在高频条件下背景反光会发生反射和干扰，因此需要在材料表面涂抹特殊涂料，在高频信号下能够吸收反射光。

另外，高频电路板需要避免使用不锈钢丝网印刷，由于丝网和线路之间存在着电磁耦合和电感效应，丝网印刷会使信号衰减、干扰增强、抗干扰能力降低。

因此在高频PCB的制作过程中尽量采用光绘工艺和蚀刻工艺。

在高频电路板制作过程中，还需要注意到化学反应和金属离子散发的问题。

普通的工艺在制作时会产生氯和铜零离子，通过深度蚀刻技术可以减少一些化学反应和金属离子的扩散，从而降低高频信号的损失和干扰。

4. 检测高频PCB制板完成后，还需要进行严格的检测。

检测方式包括直流测试、微波测试和网络分析测试等。

直流测试通常用于测试电压、电流等，而微波测试和网络分析测试则是检查高频信号在电路板中的流通情况和性能的有效方式。

高频PCB在应用领域中的要求越来越高，其制作工艺也越来越复杂。

只有在制板过程中严格遵循各种制度和规范，采用严格的制作标准和检测措施，才能有效保证高频PCB的质量和稳定性。

前言随着通信市场的飞速发展,产品技术不断革新,高频高速信号对材料的的要求也日益增加,不管是设计师还是PCB制造者,都在面临选择—适当的材料,满足高频信号特性,但制造加工容易,成本较低。

高频材料选择的条件1.介电常数（Dk, ε，Er介电常数通常根据特定的电路设计及功能所定,直接影响PCB结构(厚度,特性阻抗等)。

介电常数决定了电信号在该介质中传播的速度。

电信号传播的速度与介电常数平方根成反比。

介电常数越低，信号传送速度越快。

我们作个形象的比喻，就好想你在海滩上跑步，水深淹没了你的脚踝，水的粘度就是介电常数，水越粘，代表介电常数越高，你跑的也越慢。

介电常数除了直接影响信号的传输速度以外,还在很大程度上决定特性阻抗,在不同的部分使得特性阻抗匹配在微波通信里尤为重要.如果出现阻抗不匹配的现象,阻抗不匹配也称为VSWR (驻波比).CTEr：由于介电常数随温度变化,而微波应用的材料又常常在室外,甚至太空环境,所以CTEr(Coefficenc of Thermal of Er,介电常数随温度的变化系数)也是一个关键的参数.一些陶瓷粉填充的PTFE能够有非常好的特性。

2.介质损耗这是在高频设计中更为苛刻的要求,你可以根据介电常数进行调整,但不可以围绕损耗进行调整。

损耗因子是影响材料电气特性的重要参数。

介电损耗也称损耗正切,损耗因子等,它是指信号在介质中丢失,也可以说是能量的损耗.这是因为高频信号(它们不停地在正负相位间变换)通过介质层时,介质中的分子试图根据这些电磁信号进行定向,虽然实际上,由于这些分子是交联的,不能真正定向.但频率的变化,使得分子不停地运动,产生大量的热,造成了能量的损耗.而有些材料,如PTFE的分子是非极性的,所以不会受电磁场的影响变化,损耗也就较小. 同样,损耗因子也跟频率和测试方法有关.一般规律是在频率越高,损耗越大.常用的FR4环氧树脂(Dk4.5)极性相对较强,在1GHz下,损耗约0.025,而PTFE基材(Dk2.17)在此条件下的损耗是0.0009.石英填充的聚酰亚胺与玻璃填充的聚酰亚胺相比,不仅介电常数低,而且损耗也较低,因为硅的含量较纯3.厚度变化基材厚度也是决定特性阻抗的重要因素,同时在高频设计中,还影响层间信号的干扰.4．材料的可加工性这决定PCB加工成本。

十年专注PCB快板，中高端中小批量生产 罗杰斯高频板生产厂家制作罗杰斯pcb的板材都有哪些？高频板是指电磁频率较高的特种线路板，常用于汽车防碰撞系统、卫星系统、无线电系统等领域。

罗杰斯pcb主要应用到无线基站，航空和国防，汽车，高速电子等，那罗杰斯高频板生产厂家要制作高频板则需要需要用到哪些板材？一，罗杰斯4350BRO4350B是美国Rogers公司生产的一种高频板材型号，不同于常规的PCB用板材环氧树脂，它中间没有玻纤是以陶瓷基高频材料。

当电路工作频率在500MHz以上时，设计工程师可选择的材料范围就大大减小了。

Rogers RO4350B材料可以让射频工程师方便的设计电路，例如网络匹配，传输线的阻抗控制等。

由于其低介质损耗的特性，在高频应用中，R04350B 材料更具普通电路材料不能匹敌的优势。

其介电常数随温度波动性几乎是同类材料中最低的,在宽频率范围内，其介电常数也相当稳定3.48，设计推荐值3.66。

LoPra™铜箔可降低插入损耗。

这种材料主要用于宽频应用。

二，罗杰斯5880罗杰斯是美国罗杰斯(Rogers)公司生产的一种高频板材料，主要用于雷达,通信,航空等高频高速电路领域中.微波电路的市场在过去几十年里得到很大的发展，从应用波导到低成本基片，Rogers公司总是领先于微波基板的技术领域并提供微波板材的更多选择。

只有技术的不断进步，才有现有的各种各样的板材，提供的每种新产品都比它的前辈更强，这也适合新应用领域的需要。

目前在微波板这方面也应用广泛。

金瑞欣特种电路专业生产罗杰斯pcb，十年pcb制作经验，全部使用罗杰斯品牌尽材料制作PCB板，采用LDI镭射线路加工、真空蚀刻以确保产品质量。

更多详情可以咨询金瑞欣官网。

高频微波印制电路板专用材料研发制造方案一、实施背景随着科技的飞速发展，电子产品对高性能、高频率、小型化的需求日益增加。

高频微波印制电路板（PCB）作为这些产品中的关键组件，其性能优劣直接影响到电子设备的整体性能。

当前，我国的高频微波PCB专用材料主要依赖进口，自主研发及生产能力薄弱。

因此，开展高频微波印制电路板专用材料的研发和制造具有重要的战略意义。

二、工作原理高频微波印制电路板专用材料的研发制造，主要是通过结合纳米材料科学、微电子学和先进制造技术，制备出具有优良电性能、高频率特性、热稳定性和机械强度的印制电路板基板。

其工作原理主要基于以下几点：1.材料选择：选用具有高导电性、低损耗、高热导率的金属材料，如铜、银等。

2.纳米结构：利用纳米技术，实现材料的纳米级微观结构控制，提高材料的电性能和热稳定性。

3.增强处理：通过引入纤维增强剂和胶粘剂等，提高材料的机械强度和耐热性。

4.制造工艺：采用先进的制造工艺，如激光刻蚀、微孔钻孔等，实现高精度、高一致性的电路板制造。

三、实施计划步骤1.文献调研：收集并分析国内外关于高频微波印制电路板专用材料的研发与制造的文献资料。

2.材料选择与配方设计：根据需求选择合适的金属材料和增强剂等，进行配方设计。

3.实验室制备：在实验室条件下，进行材料制备和电路板试制。

4.性能测试：对试制的电路板进行电性能、机械性能、热稳定性等测试。

5.中试生产：将实验室验证成功的配方和工艺进行中试生产，进一步验证其大规模生产的可行性。

6.产业化推广：根据中试结果，优化生产工艺，进行产业化推广。

7.技术服务与支持：为下游客户提供技术支持和服务，确保产品的顺利应用。

四、适用范围本研发制造方案适用于以下领域：1.高频微波通信：用于制作高频微波通信设备中的印制电路板。

2.雷达与电子战：用于制作雷达和电子战系统中需要高频率特性的印制电路板。

3.航空航天：用于制作航空航天领域中需要高性能和高可靠性的印制电路板。

8个方面告诉你如何设计高频电路板在高频高速电路方面，高介质高频基材制作出的高频电路板是非常必要的，要实现好的性能设计高频电路板有其需要注意的细节，今天小编就阐述一下关于高频电路板设计的八个细节方面。

1.要采用介电常数值按层数严格受控的高性能介质电路板。

这种方法有利于对绝缘材料与邻近布线之间的电磁场进行有效仿真计算。

2.传输线拐角要采用45°角，以降低回损。

3.突出管脚引线存在抽头电感和寄生效应，要避免使用有引线的元件。

高频环境下，最好使用表面安装SMD元件。

4.要规定有关高精度蚀刻的PCB设计规范。

要考虑规定线宽总误差为+/-0.0007英寸、对布线形状的下切（undercut）和横断面进行管理并指定布线侧壁电镀条件。

对布线（导线）几何形状和涂层表面进行总体管理，对解决与微波频率相关的趋肤效应问题及实现这些规范相当重要。

5.对信号过孔而言，要避免在敏感板上使用过孔加工（pth）工艺，因为该工艺会导致过孔处产生引线电感。

如一个20层板上的一个通孔用于连接1至3层时，引线电感存在4到19层，要采用埋盲孔或背钻。

6.要选择非电解镀镍或浸镀金工艺，不要采用HASL法进行电镀。

这种电镀表面能为高频电流提供更好的趋肤效应。

此外，这种高可焊涂层所需引线较少，有助于减少环境污染.要提供丰富的接地层。

要采用模压孔将这些接地层连接起来防止3维电磁场对电路板的影响。

7.要提供丰富的接地层。

要采用模压孔将这些接地层连接起来防止3维电磁场对电路板的影响。

8.阻焊层可防止焊锡膏的流动。

但是，由于厚度不确定性和介电常数性能的未知性，整个板表面都覆盖阻焊材料将会导致微带设计中的电路性能变化。

一般采用焊坝（solderdam）来作阻焊层。

金瑞欣特种电路是专业的PCB打样厂家，专业提供高频电路板、高多层电路板，厚铜电路板等研发生产厂家，更多高频微波电路板的详情可以咨询金瑞欣特种电路官网。

高频布线工艺和P C B板选材(总16页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March高頻佈線工藝和PCB板選材國家數位交換系統工程技術研究中心張建慧饒龍記 [鄭州1001信箱787號]摘要：本文通過對微帶傳輸特性、常用板材性能參數進行比較分析，給出用於無線通信類比前端、高速數位信號等應用中PCB板材選取方案，進一步從線寬、過孔、線間串擾、遮罩等方面總結高頻板PCB設計要點。

關鍵字：PCB板材、PCB設計、無線通信、高頻信號近年來在無線通信、光纖通信、高速資料網路產品不斷推出，資訊處理高速化、無線模擬前端模組化，這些對數位信號處理技術、IC工藝、微波PCB設計提出新的要求，另外對PCB板材和PCB工藝提出了更高要求。

如商用無線通信要求使用低成本的板材、穩定的介電常數（εr變化誤差在±1-2％間）、低的介電損耗（0.005以下）。

具體到手機的PCB板材，還需要有多層層壓、PCB加工工藝簡易、成品板可靠性高、體積小、集成度高、成本低等特點。

為了挑戰日益激烈的市場競爭，電子工程師必須在材料性能、成本、加工工藝難易及成品板的可靠性間採取折衷。

目前可供選用的板材很多，有代表性的常用板材有：環氧樹脂玻璃布層壓板FR4、多脂氟乙烯PTFE、聚四氟乙烯玻璃布F4、改性環氧樹脂FR4等。

特殊板材如：衛星微波收發電路用到藍寶石基材和陶瓷基材；微波電路基材GX系列、RO3000系列、RO4000系列、TL系列、TP-1/2系列、F4B-1/2系列。

它們使用的場合不同，如FR4用於1GHz以下混合信號電路、多脂氟乙烯PTFE多用於多層高頻電路板、聚四氟乙烯玻璃布纖維F4用於微波電路雙面板、改性環氧樹脂FR4用於家用電器高頻頭（500MHz以下）。

由於FR4板材易加工、成本低、便於層壓，所以得到廣泛應用。

下面我們從微帶傳輸線特性、多層板層壓工藝、板材參數性能比較等多個方面分析，給出了對於特殊應用的PCB板材選取方案，總結了高頻信號PCB設計要點，供廣大電子工程師參考。

频率基板厂家型号DK
1GHZ以下普通FR4TU662/TU752/S1000/S1141/S1170
1GHZ~3GHZ改性环氧树脂
3GHZ~10GHZ改性环氧树脂或PTFE
10GHZ以上PTFE Arlon AD255A,RO4003C,RO4350B
能在高频线路板覆铜板中广泛应用的为氰酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯醚树脂及聚四氟乙烯树脂
从表1中可以看出,双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂和氰酸酯树脂在应用于高频线路板覆铜板时优势明
DF
树脂及聚四氟乙烯树脂
高频线路板覆铜板时优势明显。

而其中的氰酸酯树脂不仅拥有类似于双马来酰亚胺的性能,而且具有相当于环氧树脂的工艺性
且具有相当于环氧树脂的工艺性,在高频印刷线路板的应用上更具竞争力。

高频高速板材正确选择技巧
 随着微处理器和信号转换传输器件运行速度提升，数字电路的运行速度也达到一个更高层次：100Gbps。

使用通用的PCB板材将不能达到高速信号要求，电路板的选材将会决定产品的性能。

 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，设计需求包含电气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)时这板材问题会比较重要。

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。

 举例来说，10Gb/S高速数字信号是方波，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考虑的因素还是非常多的，通过本文的介绍，作为PCB设计工程师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。