如何选择高频高速板材

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pcb高频板材等级划分标准

pcb高频板材等级划分标准高频板材是一种用于高频电子设备的特殊金属基板材料。

由于高频电路在设备中的应用越来越广泛，对高频板材的需求也越来越大。

为了满足不同需求，对高频板材进行了等级划分，并制定了相关标准。

高频板材等级划分标准主要包括以下几个方面：介电常数、损耗因子、热膨胀系数、密度等。

下面将逐个进行介绍。

1.介电常数：介电常数是指材料在电场作用下的电介质特性。

对于高频电路来说，材料的介电常数越低越好，可以减小信号在传输过程中的能量损耗。

一般来说，介电常数小于3.3的高频板材被认为是一级材料，介电常数在3.3-3.9之间的被认为是二级材料，介电常数大于3.9的则被认为是三级材料。

2.损耗因子：损耗因子是指材料在电场作用下的能量损耗程度。

对于高频电路来说，材料的损耗因子越低越好，可以减小信号在传输过程中的能量损失。

一般来说，损耗因子小于0.002的高频板材被认为是一级材料，损耗因子在0.002-0.005之间的被认为是二级材料，损耗因子大于0.005的则被认为是三级材料。

3.热膨胀系数：热膨胀系数是指材料在温度变化下的线膨胀量与温度变化量之比。

对于高频电路来说，材料的热膨胀系数应该与其他组件的热膨胀系数相匹配，以避免在温度变化时出现膨胀不一致的情况。

一般来说，热膨胀系数小于10ppm/℃的高频板材被认为是一级材料，热膨胀系数在10-20ppm/℃之间的被认为是二级材料，热膨胀系数大于20ppm/℃的则被认为是三级材料。

4.密度：密度是指材料单位体积的质量。

对于高频电路来说，材料的密度应该足够轻，以减小整个电子设备的重量。

一般来说，密度小于2.2g/cm³的高频板材被认为是一级材料，密度在2.2-2.8g/cm³之间的被认为是二级材料，密度大于2.8g/cm³的则被认为是三级材料。

根据以上标准，可以将高频板材划分为一级、二级和三级。

一级材料具有低介电常数、低损耗因子、低热膨胀系数和低密度的特点，适用于高频电路中要求较高的设计；二级材料在这些方面稍有折衷，适用于一般高频电路；三级材料则在这些方面相对较差，适用于一些次要的高频电路。

高频高速材料介绍

導體表面粗糙度
訊號頻率愈高，肌膚效應(Skin effect)愈明顯，因此訊號傳輸導體表面愈平坦愈好
2013/7/17
εeff : 介質常數 (effective dielectric constant) tanδ : 散逸因子 (dissipation factor) f : 頻率 (frequency) c : 光速 (light speed)
2013/7/17 BoardTek 15
無鉛組裝的影響 – 熱衝擊加大
Dicy板材耐熱性不足
爆板率由 100 ppm 拉高至 10,000 ppm 以上
降低孔銅的可靠度
溫度提高， Z 軸的膨漲程度加大，孔銅承受的應力加大，孔銅斷裂的風險提高成品板厚愈厚者，風險愈高
2013/7/17
2013/7/17
BoardTek
23
無鹵板材
耐燃性
無鹵耐燃劑雖可達 94V-0 等級，但表現仍不如 TPPBA 添加 Fillers 以補強 Fillers 一般以 SiO2、Mg(OH)3、Al(OH)3為主
特性
Td 高 Z 軸 CTE 低樹脂 Df 低耐熱性佳 CAF 佳 Dk 較高低 Dk 需求時調整 Fillers
2013/7/17
BoardTek
8
散逸因子 : Df
對交流電在功能上損失的一種度量絕緣材料 (樹脂) 的一種特性與所見到的電功損失成正比與週期頻率（f），電位梯度的平方（E2），及單位體積成反比其數學關係為
Dissipation Factor=
Power loss （E2）*（f）*（Volume × Constant）

5G高频板件材料选择与多层板设计要求内容

微波高频板选材与工艺控制要点研究
四川超声
目录

1· 不同印制板材料的DK/Df性能检测简介 2· 高频印制板材料的选择原则 3· 高频多层印制板设计加工要求 4· 高频印制板加工需要的特殊工艺管控
1.实验检测：Dk/Df评估
1.1用共振腔法评估了10M-10GHz下的Dk/Df：常规材料
2.2 高频材选材评估原则——表面处理（2）
基于1/2oz压延铜5mil RT/duriod® 6002(RO3003™)材料不同表面处理工艺的插损比较
2.2 高频材选材评估原则——表面处理（3）

上表反应了不同表面处理对信号影响：由于化学沉银的厚度仅为0.2um，OSP表面膜厚也为0.2-0.5um，与裸铜接近，对信号影响最小。但是，此类表面处理均不能满足印制板表面氧化问题，对印制板长期可靠性不利。高要求客户不能接受。军品微波高频板件对印制板表面要求：军品微波高频板基本采用镀金表面处理工艺。镀金工艺分为以下几种： 1）化学镀金：又称化学沉镍金；镍厚3-5um，金厚0.05-0.1um；普遍用在焊接要求高，线路密度大的设计； 2）化学镀厚金：一种是镀纯金（金含量99.99%），金厚0.5-2.0um；接地铜面一般选择0.5um；打线面2um；一种是镀镍金（金含量99.99%），金厚0.3-2.0um；接地铜面一般选择0.3um；打线面2um；镍一般要求低硬度亚光性对打线有利。 3）镀水金：此类工艺由于金厚薄，无具体指标要求，近年基本被淘汰。
2.2高频材选材评估原则——表面处理（4） GJB362B对关
于金的表面涂层厚度要求

金厚要求：不用于焊接的连接器插接区域≥1.3um；
焊接区域≤0.46um；超声打线结合区域≥0.05um；热压打线结合区域≥0.8um；化学沉金（浸金）：0.05-0.23um；

高频常用板材介电常数

高频常用板材介电常数
介电常数是描述材料对电场的响应能力的物理量，通常用ε表示。

高频常用板材的介电常数可以根据材料的特性和频率的不同而
有所差异。

一般来说，常见的高频常用板材包括FR-4玻璃纤维复合
材料、PTFE聚四氟乙烯、以及陶瓷基板等。

这些材料的介电常数通
常会随着频率的增加而发生变化。

对于FR-4玻璃纤维复合材料，其介电常数通常在4至5之间，
而在高频情况下，介电常数可能会略有下降。

PTFE聚四氟乙烯的介
电常数通常在2至2.1之间，而在高频情况下，介电常数相对稳定。

陶瓷基板的介电常数通常在7至10之间，而在高频情况下，介电常
数也可能会有所变化。

从材料的角度来看，不同的材料具有不同的分子结构和化学成分，这会影响其对电场的响应能力，从而导致不同的介电常数。

从
频率的角度来看，高频情况下，材料分子的极化会受到电场变化的
影响，从而影响介电常数的数值。

除了材料本身的特性和频率的影响外，板材的厚度、温度、湿
度等环境因素也可能对介电常数产生影响。

因此，在实际工程中，
需要综合考虑材料特性、频率效应以及环境因素等多个方面的影响，来选择合适的高频常用板材以及合适的工作条件。

总的来说，高频常用板材的介电常数受到多方面因素的影响，
需要综合考虑材料特性、频率效应和环境因素等多个方面的影响。

希望以上回答能够满足你的要求。

高速高频用基板材料评价与选择

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材料分类

高频pcb材料分类
高频 PCB 材料主要用于制造高频电路板，以满足高频通信、雷达、卫星通信等领域对于信号传输和电磁干扰的要求。

根据介电常
数和损耗因子的不同，高频 PCB 材料可以分为多种类型，常见的分
类包括以下几种：
1. PTFE（聚四氟乙烯）基材料，PTFE 是一种低介电常数和低
损耗的材料，常见的有 Teflon、Rogers RO4000 系列等。

这类材料
适用于高频高速传输，具有优异的信号传输性能和稳定的介电性能。

2. 高频陶瓷基材料，这类材料以氧化铝陶瓷为基础，具有较高
的介电常数和较低的损耗因子，常见的有Rogers RO3000 系列。

适
用于要求较高介电常数和较低损耗的高频电路设计。

3. 高频混合介质基材料，这类材料采用混合介质技术，结合了
聚酰亚胺树脂和微玻璃纤维，具有较好的机械性能和高频性能，常
见的有Rogers RO4350B 等。

4. 高频聚酰亚胺基材料，这类材料以聚酰亚胺树脂为基础，具
有优异的高温性能和尺寸稳定性，常见的有Arlon、Isola 等系列。

5. 低介电常数基材料，这类材料主要以降低介电常数为主要特点，从而提高信号传输速度和减小信号传输损耗，常见的有Taconic 等系列。

总的来说，高频 PCB 材料在选择时需要根据具体的应用需求来进行综合考虑，包括信号传输性能、介电性能、机械性能、加工工艺等多个方面，以满足高频电路设计的要求。

常见PCB用高速板材高频板材供应商参数参考.docx

高速高频板供应商板材树脂类型S7439（EL230T ）/S7240/ SYSTEL190T/FL700/FL700LD/IT200LK/ ITEQ/IT150DAFR408材料特性DK DF Tg Td (1GHZ)(1GHZ)（ DSC ）(TGA)3.80.0045200℃380℃3.90.005200℃360℃4.30.011220℃345℃3.70.003205℃350℃3.50.0025205℃350℃3.80.01200℃350℃3.560.0047172℃350℃3.770.011180℃360℃ISOLA NECLOPanasonicTUCEMC HITACHIROGERS ARLON TACONICFR4+碳氢化合物FR408HR 3.680.009200℃370℃IS680-345/ 3.450.0035192℃376℃N4103-13 3.70.009210℃365℃N4103-13EPCE( 氰酸酯 )3.70.009210℃350℃N4103-13SI 3.40.008210℃365℃N4103-13EPSI 3.40.008210℃350℃Mercurywave 9350/ 3.70.004200℃360℃M4 (R5725)FR4+PPO 3.80.005175℃362℃M6 (R5775K)PPO 3.60.002℃℃185410 TU-872/SLK/ 3.80.008200℃340℃TU-872/SLKSP///// EM828/ 3.70.008℃℃170380 FX-2/ 3.50.002℃℃180350 MCL-LX-67/ 3.50.005℃/235 RO4350B碳氢化合物 +陶瓷 3.480.0031℃℃280390 RO3003PTFE 陶瓷30.0013/500℃RO4533PTFE 陶瓷 3.30.0025/℃500 RO3730PTFE 陶瓷30.0016/℃500 TC350PTFE 陶瓷 3.50.002/℃567 AD300C PTFE 陶瓷 2.970.002/555℃CLTE-AT PTFE 陶瓷30.0013/℃529 Multiclad/ 3.70.004℃℃205432 RF35A2PTFE+ 玻纤 3.50.0011/℃528 TLY-5PTFE+ 玻纤 2.20.0009// TSM-30PTFE+ 玻纤30.0015//TACONICTLX-8RF35TLC-30PTFE+ 玻纤PTFE+ 玻纤PTFE+ 玻纤2.450.0015//3.50.0018//30.028//高频板材参数一览表性Z-CTE T288吸水率(50-260)（ min ）(%)/＞60min0.08% 2.00%＞60min0.10%/20min//20min//20min0.24%2.50%30min0.10%3.81%30min0.12% 3.50%200.15% 2.80%300.06%价格指数应用领域评估结论/网络设备、测量设备/背板、服务器、路由器///////////板厚≤ 2.0mm,Pitch ≥/0.8mm3.2板厚≤ 3.0mm,Pitch ≥/0.8mm2.90%60min0.10%5/3.40%100.10% 3.93.50%10+0.10% 3.93.50%10+0.10% 3.9汽车、航空、防卫、通讯3.20%10+0.10%4.3基础设备、半导体、高速2.50%40min0.15%/数据2.80%300.14%4/60min0.14% 5.8/20min/ 3.3/////3.3//30min////60min0.03%10.3///0.03%8.4/0.63%60min0.06%8.3卫星电视 LNB 、微带线、功率放大器//＜ 0.1%16.7通讯卫星、背板//＜ 0.02%25蜂窝基站天线//0.04%25基站天线、卫星传输天线1.20%＞ 60min0.05% 6.5功率放大器、过滤器、连接器/＞ 60min0.06%8.3基站天线、功率放大器/＞ 60min0.03%16.5汽车雷达、感应器1.20%＞ 60min0.10%4背板、功率放大器、接收器2.65%/0.02%18//＜ 0.02%/无线链路、发射机、功分//0.03%36器、合流器、过滤器、基站天线无线链路、发射机、功分//＜ 0.02%/器、合流器、过滤器、基站天线//0.03%14 //＜ 0.02%/备注（目前状态）未评估未评估未评估未评估未评估未评估初步评估 (F1)小批量生产 (F5)文件已标准化未评估文件已标准化(F5)未评估文件已标准化(F5)初步评估（ F1）未评估未评估未评估未评估未评估小批量生产(F1&F5)初步评估 (F1)未评估未评估未评估未评估未评估未评估初步评估 (F1)未评估未评估未评估初步评估 (F1)未评估。

高速工具钢板材标准

高速工具钢板材标准高速工具钢板材是一种用于制造高速切削工具的特殊金属材料。

高速工具钢具有优异的耐磨性、高硬度、高耐热性和较高的切削能力，广泛应用于机械加工行业。

为了确保高速工具钢板材的质量和技术要求的一致性，制定了一系列的标准。

以下是一些常见的高速工具钢板材标准：1.GB/T9943-2024《高速钢冷作模具钢》该标准规定了高速钢和冷作模具钢的分类、代码、尺寸、形状、允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和质量证明等要求。

2.GB/T9944-2024《高速工具钢热作模具钢》该标准规定了高速工具钢和热作模具钢的分类、代码、尺寸、形状、允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和质量证明等要求。

3.GB/T9945-2024《高速钢冷作工具钢》该标准规定了高速钢和冷作工具钢的分类、代码、尺寸、形状、允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和质量证明等要求。

4.GB/T9957-2024《高速工具钢应变淬火热作模具钢》该标准规定了应变淬火热作模具钢的技术要求、分类、代码、尺寸、形状、允许偏差、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和质量证明等要求。

5.GB/T9946-2004《冷作高速钢带》该标准规定了冷作高速钢带的分类、代码、尺寸、形状、允许偏差、技术要求、取样方法、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和质量证明等要求。

6.GB/T9948-2024《高速工具钢不锈钢》该标准规定了高速工具钢不锈钢的分类、代码、尺寸、形状、允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和质量证明等要求。

以上标准都是我国制定的高速工具钢板材的标准，在生产和贸易中具有重要的指导和规范作用。

这些标准对于保证高速工具钢板材的质量、使用性能和安全性具有非常关键的意义。

同时，这些标准也为制造商、用户和监管部门提供了可靠的参考依据，促进了高速工具钢板材的技术进步和应用推广。

如何选择高速板材

• 信号速率高，走线长，对损耗有要求的设计，使用普通材料已经没有裕量戒者裕量丌多
使用高速板材（高速设计）有哪些考虑因素？
• 低损耗、耐CAF/耐热性及机械韧（粘）性（可靠性好） • 稳定的Dk/Df参数（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） • 低铜箔表面粗糙度（减小损耗） • 尽量选择平整开窗小的玱纤布（减小skew幵提升损耗） • 用一般的制程即可加工（加工性好）
普通损耗板材、中损耗板材、低损耗板材、超低损耗板材等；
按阻燃性能分类
阻燃型（UL94-VO,UL94-V1) 和非阻燃型（UL94-HB级）
按铜箔分类
电解铜箔种类特性一般电解铜箔
粗化处理
单面粗化处理双面粗化处理反面粗化处理
IPC-4101 规定的代号
C D R
IPC-MF-150 规定的代号
叠层及损耗评估
TOP PP GND02 CORE ART03 PP GND04 CORE ART05 PP GND06 CORE ART07 PP GND08 CORE ART09 PP GND10 CORE POWER11 PP POWER12 CORE GND13 PP ART14 CORE GND15 PP ART16 CORE GND17 PP ART18 CORE GND19 PP ART20 CORE GND21 PP BOTTOM
板材选择总则
选择合适的板材主要有如下的考虑：
可制造性；不产品匹配的各种性能（电气、稳定性等）；材料的可及时获得性/Time To Market；成本因素/Cost；法律法规的适用性等；
一些熟悉的板材
Rogers RO4003/RO3003/RO4350(PTFE) Tuc 862/872SLK/872SLK-SP/883/933 Panasonic Megtron4/Megtron6 Isola FR408HR/408 Park-Nelco N4000-13,N4000-13EPSI ShengYi S7338 ITEQ IT180、IT200

高频高速板材正确选择技巧

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。

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如何选择高频高速板材
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。