高频板设计及选材
高速高频化PCB主要特性与基板材料
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
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。
高频材料的选择条件
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。
罗杰斯高频板生产厂家制作罗杰斯pcb的板材都有哪些？
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。
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高频微波印制电路板专用材料研发制造方案(二)
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
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PCB板选材
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。
高频选材
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
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。
高频板厂家哪种板材最适合于微波高频功率放大器
高频板厂家哪种板材最适合于微波高频功率放大器目前有频率相对较低的频段(300MHz到30GHz)，同时还包含了毫米波频段(30到300 GHz)，也有频率相对较高的频段，适应5G技术的发展和需求。
基于5G技术的无线通信网络与传统的蜂窝网络系统存在极大的差别，工程师在设计适用于5G技术的功率放大器时，需要同时处理射频微波和毫米波方面的问题。
基材是非常重要的方面，高频板厂家哪种板材最适合于微波高频功率放大器。
一般来说，大多数5G系统应用的工作频率不会高于6GHz。
频微波5G功率放大器的性能取决于线路板材的许多关键特性，包括良好的热管理，低插入损耗以及射频性能在宽温度范围内的一致性；还包括良好可控的介电常数（Dk或εr）、高导热系数、低TCDk（Dk热系数）、低损耗因子和严格控制的介质厚度等。
让我们来看看材料的每种特性，以及为什么它们对射频微波功率放大器的特性至关重要。
许多5G射频微波功放会使用Doherty结构，这种结构的电路需要设计四分之一波长线作为阻抗变换。
如果与波长相关的PCB材料的变量都得到良好控制，那么四分之一波长线电路的性能就能按照预期实现。
与此相关的变量包括材料Dk与介质厚度。
PCB加工制造过程中的可变因素也会影响四分之一波长线电路的性能，例如导线精度、导体厚度。
通常情况下，Dk公差为±0.05的高频线路板材即可认为性能较好，可以用于此类应用的材料。
此外，材料的基板介质厚度应控制在±10%或更小。
因此微波板需要高频材料，介质常数低，导热系数高，低损耗的基材。
金瑞欣特种电路是高频pcb线路板厂家，多使用高频材料，罗杰斯4350,罗杰斯5880材料，聚四氟乙烯基材，雅龙等，更多详情可以咨询金瑞欣官网。
高速高频化PCB主要特性与基板材料
高速高频化PCB主要特性与基板材料随着科技的发展，高速高频化PCB也成为了越来越重要的一种电路板。
高速高频化PCB是一种特殊的电路板，它被设计成能够更轻松地处理高速和高频信号。
下面我们来了解一下高速高频化PCB的主要特性以及基板材料。
一、高速高频化PCB主要特性1、高频信号性：高速高频化PCB能够承受更高的频率振荡，因为它通常被设计成具有较短的信号路径和更少的电容和电感。
2、高可靠性：高速高频化PCB能够更好的抵抗噪声和电磁辐射等电磁干扰，因为它通常采用了一些特殊的电磁屏蔽技术和压缩卡口技术。
3、高精度：高速高频化PCB的制造精度很高，通常精度达到0.1mm或更高。
这种精度可以实现更好的信号捕捉和传输，在高频技术中应用。
4、混合压制：高速高频化PCB可以提供更好的混合压制性能，因为它具有更高的带宽和信噪比。
这种混合压制性能可以减少谐波和其他杂散信号的干扰。
5、抗辐射性：高速高频化PCB具有更好的抗辐射性能，可以降低受到电磁辐射和其他干扰后的噪声和抖动等问题。
二、基板材料高速高频化PCB使用的基板材料通常比较特殊，以下几种是较常见的：1、PTFE基板：这种基板材料是一种高性能的绝缘材料，具有很好的电性能和机械性能。
它可以提供非常低的介电损耗和其他优秀的电阻和dielectric constant 等性能。
2、微带线板（MWB）：微带线板是一种基板材料，可以实现高带宽和低插入损耗的特性。
它通常使用LCP、PI和PTFE 等材料制成，并且具有非常薄的铜箔，并且可以使用压缩卡口等技术来减少传输线路的损失。
3、射频板材（RF PCB）：这种基板材料通常使用在高频电路中，它可以提供最低的介电损耗和最高的信号速度。
它通常由纤维玻璃、PTFE和其他高分子材料制成，并且具有最佳的电磁屏蔽性能和可重复性。
4、混合基板（Multilayer PCB）：使用混合基板可以制造出更为复杂的电路板，它们通常由不同的基板材料层面组成，以便于DIY，在设计和制造高速高频化PCB中具有非常高的适用性。
PCB板材选取与高频PCB制板工艺要求(V2)
高频布线工艺和PCB板选材国家数字交换系统工程技术研究中心张建慧饶龙记[郑州1001信箱787号]摘要：本文通过对微带传输特性、常用板材性能参数进行比较分析，给出用于无线通信模拟前端、高速数字信号等应用中PCB板材选取方案，进一步从线宽、过孔、线间串扰、屏蔽等方面总结高频板PCB设计要点。
关键字：PCB板材、PCB设计、无线通信、高频信号近年来在无线通信、光纤通信、高速数据网络产品不断推出，信息处理高速化、无线模拟前端模块化，这些对数字信号处理技术、IC工艺、微波PCB设计提出新的要求，另外对PCB板材和PCB工艺提出了更高要求。
如商用无线通信要求使用低成本的板材、稳定的介电常数（εr变化误差在±1-2％间）、低的介电损耗（0.005以下）。
具体到手机的PCB板材，还需要有多层层压、PCB加工工艺简易、成品板可靠性高、体积小、集成度高、成本低等特点。
为了挑战日益激烈的市场竞争，电子工程师必须在材料性能、成本、加工工艺难易及成品板的可靠性间采取折衷。
目前可供选用的板材很多，有代表性的常用板材有：环氧树脂玻璃布层压板FR4、多脂氟乙烯PTFE、聚四氟乙烯玻璃布F4、改性环氧树脂FR4等。
特殊板材如：卫星微波收发电路用到蓝宝石基材和陶瓷基材；微波电路基材GX系列、RO3000系列、RO4000系列、TL系列、TP-1/2系列、F4B-1/2系列。
它们使用的场合不同，如FR4用于1GHz以下混合信号电路、多脂氟乙烯PTFE多用于多层高频电路板、聚四氟乙烯玻璃布纤维F4用于微波电路双面板、改性环氧树脂FR4用于家用电器高频头（500MHz以下）。
由于FR4板材易加工、成本低、便于层压，所以得到广泛应用。
下面我们从微带传输线特性、多层板层压工艺、板材参数性能比较等多个方面分析，给出了对于特殊应用的PCB板材选取方案，总结了高频信号PCB设计要点，供广大电子工程师参考。
1微带传输线传输特性板材的性能指标包括有介电常数εr、损耗因子（介质损耗角正切）tgδ、表面光洁度、表面导体导电率、抗剥强度、热涨系数、抗弯强度等。
PCB高频板设计
PCB高频板设计随着电子产品的不断更新迭代，对于PCB高频板的需求也越来越高。
高频板设计通常是指设计、制作和优化高频线路板，以实现更高的频率、更好的信噪比和更小的失真。
在高频电路设计中，考虑的因素很多，例如信号的反射、损耗、串扰、噪声等等。
本文将对PCB高频板设计的一些重要内容进行探讨。
一、PCB高频线路设计的基本概念PCB是印制电路板的简称，其最基本的结构包括信号层、电源层、地层等。
在高频电路中，信号层的平面电容和漏磁电感很大程度上导致信号传输的失真和降噪。
因此，在高频电路设计中，需要尽可能地减小这些影响，例如通过增加信号引出和地引出的数量，增加信号层和地层之间的铜箔间隙等等。
二、PCB高频线路中的信号引出和地引出在高频电路设计中，对于每个端口来说，都必须有一个良好的信号引出和地引出。
通常，对于高频板中的任何一个元件，其信号引出和地引出距离越近，就能够减少串扰、提高信噪比和防止反射。
同时，对于大功率应用，将信号引出和地引出相互缠绕也能够有效地消耗热量，从而进一步降低电路噪声。
三、高频PCB板中的电源层和地层在高频电路设计中，电源层和地层同样非常重要。
在高频板中，电源层和地层的规划必须能够满足以下要求:1.选择合适的电源层和地层位置，确保它们尽可能地接近整个高频电路。
2.确保电源层和地层之间有良好的分离和铜箔间隙，以减少板间串扰。
3.将保护层铺满电源层和地层之间的空隙，以防止外界干扰和EMC问题。
四、高频PCB线路中的电容、电感和衰减器在高频线路设计中，需要考虑使用正确类型的电容和电感，以实现正常的信号传输。
电容和电感存在于许多板中，包括微带线、陶瓷电容和铝电解电容等等。
在高频PCB设计中，陶瓷电容和以往的铝电解电容相比，具有更好的抗干扰性和更低的损耗系数。
对于高频电路，使用SMD电感或通过安装小型电感来获得更好的信号传输和噪声控制。
高频线路中的衰减器是另一个重要因素。
在PCB高频电路中，衰减器可以在信号源和输出间提供可调的传输功率范围，以尽可能地提高最终输出信号的精度和质量。
高频微波印制电路板专用材料研发制造方案(一)
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，电子产品日新月异，对于高性能、高可靠性的印制电路板（PCB）的需求日益增长。
特别在高频微波领域，PCB的信号传输质量和稳定性直接影响到整个电子设备的性能。
当前，国内高频微波PCB市场大多为进口产品，自主研发和生产高频微波印制电路板专用材料具有极高的现实意义。
二、工作原理高频微波印制电路板专用材料的研发制造，主要是通过结合电磁学、材料科学、化学等多学科知识，对基材进行改性处理，以获得优异的电性能和热稳定性。
主要工作原理基于以下几点：1.选择具有高导电性和稳定性的基材，如某些特种金属箔和绝缘材料；2.通过表面处理技术，如化学镀、电镀等工艺，增加材料的导电性和耐腐蚀性；3.引入吸波材料，以减少信号传输过程中的损失和干扰；4.优化材料组合和加工工艺，以实现高频微波信号的有效传输。
三、实施计划步骤1.调研市场需求：了解高频微波印制电路板的市场需求和发展趋势，为研发提供方向；2.选择合适的基材：根据性能要求，筛选出适合的金属箔和绝缘材料；3.表面处理：采用化学镀、电镀等技术，增加材料的导电性和耐腐蚀性；4.吸波材料引入：研究吸波材料的特性，以减少信号传输过程中的损失和干扰；5.工艺优化：结合材料科学、电磁学等多学科知识，优化材料组合和加工工艺；6.样品测试：制作样品，进行性能测试和验证；7.改进与优化：根据测试结果，对材料和工艺进行改进和优化；8.规模生产：经过验证后，进入规模生产阶段。
四、适用范围本研发制造方案适用于高频微波印制电路板的生产制造，尤其适用于对信号传输质量和稳定性有较高要求的高频微波设备，如通信设备、雷达、电子对抗系统等。
五、创新要点1.选用具有高导电性和稳定性的基材，提高信号传输质量；2.通过表面处理技术，增强材料的导电性和耐腐蚀性；3.引入吸波材料，减少信号传输过程中的损失和干扰；4.优化材料组合和加工工艺，实现高频微波信号的有效传输。
高速PCB设计如何正确选择PCB板材
高速PCB设计如何正确选择PCB板材？(2019-07-09 16:26:52)转载▼标签：pcba生了，特别是高速SerDes 接口，信号具有非常快的上升时间，数字信号可以携带比自身重复频率更高频的能量，这些较高的高频能量成分，用来构造理想的快速转换的数字信号。
今天的高速串行总线，在时钟速率的第5 次谐波上往往有大量的能量集中。
现在有许多高速数字应用，速度为10 Gbit/s或更高。
这些应用使用5 GHz的基频和15 GHz，25 GHz等的谐波。
在此频率范围内，大多数常见的PCB材料在介质损耗（Df）方面会有非常显着的差异，并导致严重的信号完整性的问题。
这是高速数字PCB使用专为高频应用而设计的特殊板材的原因之一。
这些材料的配方具有低损耗因数，在很宽的频率范围内具有最小的变化。
这些板材过去常用于高频RF应用，甚至现在用于77 GHz及更高的应用。
除了介质损耗因素的改进外，这些板材还配有严格的厚度控制和Dk控制，更佳有利于保障信号完整性。
2019台北电脑展上AMD发布第三代Ryzen锐龙处理器的情况，AMD采用7纳米的CPU 除了在性能上开始压制英特尔之外，其配套的X570 芯片组也引入了对PCIe 4.0 的支持，采用PCIe 4.0 NVMe的SSD也开始陆续推向市场，而预计两年后，PCIe 5.0规范也将发布。
PCIe 5.0 的数据速率将达到恐怖的32GT/s，从而加重频率相关的插入损耗。
选择的PCB 材料会对各个区域的插入损耗产生巨大影响。
如果在设计PCB时不考虑板材对高速信号的影响，老司机也会翻车！选择PCB板材时必须在满足PCB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）时板材问题才会比较重要。
例如，现在常用的FR-4材质，在几个GHz的频率时的介质损耗Df（Dielectricloss）会很大，可能就不适用。
高频板要求
高频微波印制板生产中应注意的问题一、前言随着科学技术特别是信息技术的不断发展，印制板生产的工艺技术相应提高，以满足不同用户的需要。
近年来，通信、汽车等领域的发展非常迅速，对印制板的需求发生了一些变化，大功率印制板、高频微波板的需求量增加。
印制板生产企业的很多老总，都看好这一增长点，但如何做好高频微波板，企业必须练好内功。
本人就自己在生产中遇到的问题，浅述高频微波板生产中应注意的事项。
二、高频微波板的基本要求1、基材电讯工程师在设计时，已经根据实际阻抗的需要，选择了指定的介电常数、介质厚度、铜箔厚度，因此，在接受订单时，要认真核对，一定要满足设计要求。
2、传输线制作精度要求高频信号的传输，对于印制导线的特性阻抗要求十分严格，即对传输线的制作精度要求一般为±0.02mm (±0.01mm精度传的输线也很常见)，传输线的边缘要非常整齐，微小的毛刺、缺口均不允许产生。
3、镀层要求高频微波板传输线的特性阻抗直接影响微波信号的传输质量。
而特性阻抗的大小与铜箔的厚度有一定的关系，特别对于孔金属化的微波板，镀层厚度不仅影响总的铜箔厚度，而且影响蚀房刻后导线的精度，因此，镀层厚度的大小及均匀性，要严格控制。
4、机械加工方面的要求首先高频微波板的材料与印制板的环氧玻璃布材料在机加工方面有很大的不同；其次是高频微波板的加工精度比印制板的要求高很多，一般外形公差为±0.1mm（精度高的一般为±0.05mm或者为0~-0.1mm）。
5、特性阻抗的要求前面已经谈到了有关特性阻抗的内容，它是高频微波板最基本的要求，不能满足特性阻抗的要求，一切都是徒劳的。
三、高频微波板生产中应注意的问题1、工程资料的处理：对客户的文件进行CAM处理时，一定要把握两方面的内容，一是要认真吃透传输线的制作精度要求；二是根据精度要求并结合本厂的制程能力，作出适当的工艺补偿。
2、下料：通常印制板下料均使用剪板机或自动开料机，但对于微波介质材料则不能一概而论，要根据不同的介质特性，而选择不同的下料方法，多以铣、割为主，以免影响材料的平整度以及板面的质量。
高频交流电路采用什么材料
高频交流电路采用什么材料高频交流电路是指在高频信号下工作的电路。
在高频电路中，电流和电压以快速变化的方式传输和操作。
为了确保高频电路的性能，一些特定的材料被广泛应用于高频电路的设计和制造中。
这些材料具有一些高频电路所需的特性，如低损耗、低介电常数、高电导率等。
以下是一些常见的用于高频交流电路的材料。
1. 陶瓷材料：陶瓷材料是高频电路中最常用的材料之一。
它们具有一些关键特性，如低损耗、高介电常数、高电导率等。
陶瓷材料常被用作电容器、滤波器和射频电感器等元件的基底材料。
常见的陶瓷材料有氧化铝 (Al2O3)、氮化铝 (AlN)、氧化硅 (SiO2)等。
它们具有良好的机械强度和热稳定性，适用于高频电路的高温环境。
2. 聚四氟乙烯 (PTFE)：聚四氟乙烯是一种低损耗、低介电常数的高频电路材料。
它被广泛应用于微波电路和天线系统中。
PTFE具有良好的耐化学性、耐温性和绝缘性能。
相较于其他材料，PTFE在高频范围内具有较低的储能损耗和较低的介电损耗，这使得它成为很好的高频电路材料选择。
3. 高频层压板：高频层压板是一种专门设计用于高频电路的复合材料。
它由多层导电层和绝缘层构成，以提供更好的高频性能。
高频层压板通常使用玻璃纤维增强材料作为基底，并具有低介电常数、低损耗和优秀的机械强度。
这些特性使得高频层压板非常适合用于高频信号传输、功分、混频器、功率放大器等电路中。
4. 金属材料：金属材料在高频电路中也扮演着重要的角色。
纯铜和铜合金是最常用的导体材料，用于制作高频电路的导线和接触点。
铜具有低电阻和较高的导电性能，在高频信号传输中的损耗较低。
银也被广泛应用于高频电路中，因为它具有更好的导电性能和更低的电阻。
5. 半导体材料：在一些高频电路中，半导体材料也被用于设计和制造。
例如，硅 (Si) 和砷化镓 (GaAs) 等半导体材料常用于高频功放器件和射频集成电路 (RFIC) 中。
这些材料具有非常好的电流传输和控制特性，可用于高频信号放大和调制。
5G高频板件材料选择与多层板设计要求内容
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；
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层数
完成板厚度
叠层组成
四层
1.5mm
2116X2+7628X2+0.8mm
1.57mm
7628X4+0.8mm
1.60mm
7628X4+0.8mm
1080X2+7628X2+1mm
20dB定向偶合器PCB尺寸：S=35mil,l=920mil,W=62mil
为了减小信号线间串扰，建议
A、高频或高速数据平行信号线间距离S是线宽的一倍以上。
B、尽量减少信号线间平行的长度。
C、高频小信号、微弱信号避开电源和逻辑信号线等强干扰源。
（3）接地过孔电磁分析。
无论IC器件管脚接地还是其它阻容器件接地，在高频电路中都要求接地过孔尽可能地靠近管脚，其理论依据是：高频信号接地线通路以理想传输线终端接地等效，其驻波状态如图八所示。
1080X8+2116X2+0.2mmX3
注
1080板厚2.5mil /2116板厚4.3mil/7628板厚7mil。毫米板为双面敷铜板，其它为介质基片，铜皮厚度均为1OZ（35um/1.37mil）
表三FR4层压板结构参数
六层板、完成板厚度为1.6mm，其层压结构如图四所示。
图四 六层板层压结构
表三板材主要参数性能比较
由以上传输线特性阻抗、损耗、传播波长分析和板材比较，产品设计须考虑成本，市场因素。因此建议在PCB设计中，设计者选取板材考虑如下关键因素：
（1）信号工作频率不同对板材要求不同。
（2）工作在1GHz以下的PCB可以选用FR4，成本低、多层压制板工艺成熟。如信号入出阻抗较低（50欧姆），在布线时需要严格考虑传输线特性阻抗和线间耦合，缺点是不同厂家以及不同批生产的FR4板材掺杂不同,介电常数不同（4.2-5.4）且不稳定。
（3）工作在622Mb/s以上的光纤通信产品和1G以上3GHz以下的小信号微波收发信机，可以选用改性环氧树脂材料如S1139，由于其介电常数在10GHz时比较稳定、成本较低、多层压制板工艺与FR4相同。如622Mb/s数据复用分路、时钟提取、小信号放大、光收发信机等处建议采用此类板材，以便于制作多层板且板材成本略高于FR4（高4分/cm2左右），缺点是基材厚度没有FR4品种齐全。或者，采用RO4000系列如RO4350，但目前国内一般用的是RO4350双面板。缺点是：这两种板材不同板厚品种数量不齐全，由于板厚尺寸要求，不便于制作多层印制板。如RO4350，板材厂家生产的规格有10mil/20mil/30mil/60mil等四种板厚，而目前国内进口品种更少，因此限制了层压板设计。
（3）微带色散特性
当频率高到微带尺寸相对λ/4或λ/2足够大时，将出现严重色散特性还增加了辐射损耗。如果固定在某个频率，在此频率下色散效应可不考虑。阻抗越低、基片越厚、εr越高，微带色散越严重，或板材确定后，频率愈高色散愈严重。
（4）信号在介质中的传输波长和相速
λc为实际在自由空间中传播波长。由此可见εe越高波长减短，信号在传输线中的相速降低。由相速和传输线长可得传播时延t=Vp*L。
0.278
3.04
100
3mil
0.1251
不准确
0.703
3.24
75
8mil
0.1237
7mil
0.1267
1.69
3.44
50
20mil
0.1257
17mil
0.1284
S1139
3.8
0.39
2.56
100
4mil
0.109
0.889
2.73
75
10mil
0.110
2.0
2.929
50
24mil
图二Z0和W/d、εr间的关系
以板厚1.68mm(顶层厚0.3mm)的FR4/S1139为例，给出50欧姆/75欧姆微带传输线线宽参数，见表一。
介电常数εr
W/d
有效介电常数
特性阻抗
四层板d=0.3mm
八层板d=10mil
线宽W
传播损耗（dB/m）
线宽W
传播损耗（dB/m）
FR4
4.2~5.4以4.8为准
高速数据信号或高频信号传输常用到微带线（MicrostripLine），由附着在介质基片两边的导带和导体接地板构成，且导带一部分暴露在空气中，信号在介质基片和空气这两种介质中传播引起传输相速不等会产生辐射分量、如果合理选用微带尺寸这种分量很小。图一基片结构示意
如图一基片结构所示，铜皮厚t一般很小，在0.5OZ（17μm、0.7mil）到1 OZ（35μm、1.35mil），导带特性有基片介电常数εr、线宽W、板厚d决定。
介电常数
特性阻抗
八层板b=16mil线宽W
传播损耗（dB/m）
FR4
4.2~5.4
以4.8为参考
50
5mil
0.155
注
t厚度为1OZ/35um/1.37mil
表二50欧姆/75欧姆带状线传输线线宽参数
3PCB板层压工艺及分层要求
PCB板多层层压板总厚度和层数等参数受到板材特性限制。特殊板材一般可提供的不同厚度的板材品种有限，因而设计者在PCB设计过程中必须靠虑板材特性参数、PCB加工工艺的限制。
目前可供选用的板材很多，有代表性的常用板材有：环氧树脂玻璃布层压板FR4、多脂氟乙烯PTFE、聚四氟乙烯玻璃布F4、改性环氧树脂FR4等。特殊板材如：卫星微波收发电路用到蓝宝石基材和陶瓷基材；微波电路基材GX系列、RO3000系列、RO4000系列、TL系列、TP-1/2系列、F4B-1/2系列。它们使用的场合不同，如FR4用于1GHz以下混合信号电路、多脂氟乙烯PTFE多用于多层高频电路板、聚四氟乙烯玻璃布纤维F4用于微波电路双面板、改性环氧树脂FR4用于家用电器高频头（500MHz以下）。由于FR4板材易加工、成本低、便于层压，所以得到广泛应用。
5高频板PCB工艺
根据以上对传输线特性介绍，进一步可以从线宽、过孔、线间串扰、屏蔽等四个方面说明高频PCB设计需要注意的细节地方。
（1）传输线线宽
传输线线宽设计基于阻抗匹配理论。
图六阻抗匹配
当入出阻抗以及传输线阻抗匹配时，系统输出功率最大（信号总功率最小），入出反射最小。对于微波电路，阻抗匹配设计还需要考虑器件的工作点。信号线过孔会引起阻抗传输特性变化，TTL、CMOS逻辑信号线特性阻抗高，这种影响不计。但在50欧姆等低阻抗、高频电路这种影响需要考虑。一般要求信号线没有过孔。
（6）无线手机多层板PCB板材要求板材介电常数稳定度、损耗因子较低、成本较低、介质屏蔽要求高，建议选用性能类似PTFE（美国/欧洲等多用）的板材，或FR4和高频板组合粘接组成低成本、高性能层压板。
图五典型射频/数字多层板结构
典型射频/数字多层板结构，基于RO4350板材的层压板，其可能的带状线和微带传输线结构见图五。
图七传输线线间串扰
设线间偶合度为C，C的大小与εr、W/d、S、平行线长L有关。间距S愈小，偶合愈强；L愈长、偶合愈强。为了增加感性认识，举例：利用这种特性做成的50欧姆定向偶合器。如1.97GHzPCS频端基站功率放大器,其中d=30mil、 εr=3.48：
10dB定向偶合器PCB尺寸：S=5mil,l=920mil,W=53mil
（4）电源滤波。
TTL、CMOS电路为了减少信号逻辑对电源的影响（过冲），在靠近电源管脚处加滤波电容。但在高频、微波电路中仅仅采取这种措施还不够。下面以制造工艺为例说明高频信号对电源的干扰。
2 带状线传输特性
微带传输线在介质基片和空气两种媒质中传输，带状线在同一媒质中传输，有边缘电容。其传输特性阻抗、损耗、传播波长与介质材料的关系同微带传输线相似，与W/b,t/b有关，与微带传输线不同的是t对传输特性阻抗的影响较大。图三为带状线传输示意。1.6mm厚、八层PCB板、FR4板材的PCB单板，其50欧姆/75欧姆带状输线线宽参数见表二。图三带状线传输特性示意
图八驻波状态图
由于接地线很短，接地传输线相当于一个感性阻抗（n-pH量级），同时接地过孔也近似相当于一个感性阻抗，这影响了对高频信号滤波功效。这是接地过孔尽可能地靠近管脚的原因。为了减小传输线感性负载，微波电路要求接地管脚的过孔多于一个，相当于在低频电路中增加接地面电流能力，保证各接地点均为等0电平。
（1）微带传输线特性阻抗
微带传输线的特性阻抗Z0计算如下：
当w/d≤1，微带传输线的特性阻抗Z0表示为：
当w/d≥1，微带传输线的特性阻抗Z0表示为：
其中εe叫有效介电常数，是把两种介质对微带特性阻抗的贡献等效为一种假想的均匀介质。
图二说明了Z0和W/d、εr间的关系，W/d愈大Z0愈低、εr愈大Z0愈低。
（2）传输线线间串扰
当两根平行微带线间距很小时产生偶合，引起彼此线间串扰并且影响传输线特性阻抗。对于50欧姆和75欧姆高频电路尤其需要注意，并在电路设计上采取措施。实际电路设计中还用到这种偶合特性，如手机发射功率测量和功率控制就是一例。下面的分析对高频电路和ECL高速数据（时钟）线有效，对微小信号电路（如精密运算放大电路）有参考价值。
高频布线工艺和PCB板选材
摘要：本文通过对微带传输特性、常用板材性能参数进行比较分析，给出用于无线通信模拟前端、高速数字信号等应用中PCB板材选取方案，进一步从线宽、过孔、线间串扰、屏蔽等方面总结高频板PCB设计要点。
关键字：PCB板材、PCB设计、无线通信、高频信号
近年来在无线通信、光纤通信、高速数据网络产品不断推出，信息处理高速化、无线模拟前端模块化，这些对数字信号处理技术、IC工艺、微波PCB设计提出新的要求，另外对PCB板材和PCB工艺提出了更高要求。