高频基板发展(dk df)
pcb的dk、df汇总表值和标准
pcb的dk、df汇总表值和标准
在PCB设计中，DK和DF是两个重要的指标，用于描述基板材料的介电常数和损耗因子。
DK（Dielectric Constant），也称为介电常数，是指材料在外加电场下的电容率。
它反映了介质对电场的响应能力，是描述电磁波在材料中传播速度的重要参数。
在PCB设计中，DK的值决定了信号传输速度和信号完整性。
DF（Dissipation Factor），也称为损耗因子，是指材料中电能转化为热能的效率。
它反映了材料对电磁波能量的吸收能力，描述了材料的能量损耗情况。
在PCB设计中，DF的值决定了信号传输过程中材料的损耗和信号完整性。
不同的基板材料具有不同的DK和DF值，常用的基板材料如FR-4、RO4350B、RO4003C等都有相应的DK和DF值。
以下是一些常见基板材料的DK和DF值及其标准：
1. FR-4：
- DK：3.5~4.5（常见值为4.0）
- DF：0.02~0.035
2. RO4350B：
- DK：3.48（常见值）
- DF：0.0037
3. RO4003C：
- DK：3.38（常见值）
- DF：0.0027
需要注意的是，这些值仅为一些常见材料的典型值，实际应用中具体的DK和DF值可能会有所差异。
因此，在PCB设计中应该根据具体材料的数据手册或供应商提供的数据来获取准确的DK和DF值。
此外，根据设计要求和特定应用场景，也可以选择具有不同DK和DF值的材料。
高频基板发展（dkdf）
高频基板发展(dk df)高频基板材料之最新发展1、前言随着信息科学技术的飞速发展，具有高速信息处理功能之各种电子消费产品已成为人民日常生活中不可缺少的一部分，从而加快了无线通讯和宽频应用工业技术由传统的军用领域向民用的消费电子领域转移之速度，由于消费电子市场需求强劲，且不断提出更高的技术要求，如信息传递高速化、完整性及产品多功能化和微型化等，从而促进了高频应用技术之不断发展。
特别是覆铜箔基板材料技术，传统FR-4之DK和Df相对较高，即使通过改善线路设计也无法完全满足高频下的信号高速传递且信号完整之应用需求，因为高DK会使信号传递速率变慢，高Df会使信号部分转化为热能损耗在基板材料中，因而降低DK/Df已成为基板业者之追逐热点，各种降低DK/Df之新技术和新型基板产品也不断地涌现出来，同时不断地被PCB业者和终端厂商所接收和否定（某些应用领域的否定）。
以下就本人对业界高频基板材料技术之发展的理解作一简单的介绍，同时就我司的新型高频基板材料作简要之介绍与讨论。
2、介电常数（DK）和损耗因子（Df）2.1定义介电常数（ε，εr，DK，以下均用DK表示）的定义方式繁多，但常见定义为：含有电介质的电容器的电容C与相应真空电子容器的电容之比为该电介质的介电常数。
（电介质的电容电荷示意图如下图1）从介电常数的定义可知，如果电介质的极化程度越高，则其电荷Ｑ值越高，即DK越高，说明DK是衡量电介质极化程度的宏观物理量，表征电介质贮存电能能力的大小，从而也表征了阻碍信号传输能力的大小。
损耗因子（tanδ，Df，也叫介质损耗因素，介质损耗角正切，以下均用Df表示）一般可定义为：绝缘材料或电介质在交变电场中，由于介质电导和介质极化的滞后效应，使电介质内流过的电流相量和电压相量之间产生一定的相位差，即形成一定的相角，此相角的正切值即损耗因子Df，由介质电导和介质极化的滞后效应引起的能量损耗叫做介质损耗，也就是说，Df越高，介质电导和介质极化滞后效应越明显，电能损耗或信号损失越多，是电介质损耗电能能力的表征物理量，也是绝缘材料损失信号能力的表征物理量。
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）
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。
Dk及Df特性与客户设计关联性
1Dk 及Df 特性與客戶設計關聯性的說明2Df 此詞,最簡單直接了當的定義是“訊號線中已漏失訊號線中已漏失（（Loss ）到絕緣板材中的能量材中的能量，，對尚存在對尚存在（（Stored ）導體線中能量之比值”。
當此詞Df 用於訊號之高速傳輸用於訊號之高速傳輸（（指數位邏輯領域指數位邏輯領域））與高頻傳播與高頻傳播（（指RF 射頻領域射頻領域））等資訊與通訊業中等資訊與通訊業中，，尚另有三個常見的同義字尚另有三個常見的同義字，，如損失因素（Loss Factor ）、）、介質損失介質損失介質損失（（Dielectric Loss ），），以及以及損失正切Loss Tangent （日文稱為損失正接日文稱為損失正接））等三種不同說法的出現等三種不同說法的出現，，其實內涵並無不同不同。
實數虛數ε’ε”ε3當PCB 基板材料的散失因素越大,介質層吸收波長和熱損失就大.在高頻下這種關係就更明顯地表現出來,它直接影響著高頻傳播信號的效率,可由下面公式可知P L = k * f * DfP L 信號傳播損失k 常數 f 頻率Df 散失因素世界上並無完全絕緣的材料存在世界上並無完全絕緣的材料存在，，再強的絕緣介質只要在不斷提高測試電壓下電壓下，，終究會出現打穿崩潰的結局終究會出現打穿崩潰的結局。
即使在很低的工作電壓下即使在很低的工作電壓下（（如目前CPU 的2.5 V ），），訊號線中傳輸的能量也多少會漏往其所附著的介質材訊號線中傳輸的能量也多少會漏往其所附著的介質材料中料中。
正如同品質再好的耐火磚正如同品質再好的耐火磚，，也多少會散漏出一些熱量出來也多少會散漏出一些熱量出來。
4高頻訊號傳輸之能量高頻訊號傳輸之能量，，工作中常會發生各種不當的損失工作中常會發生各種不當的損失，，其一是往介質板材中漏失質板材中漏失，，稱為Dielectric Loss 。
其二是在導體中發熱的損失其二是在導體中發熱的損失，，稱為Conductor Loss 。
高速高频PCB板材介绍
铜箔
高温延伸性铜箔（HTE：High temperature elongation electrodeposited）; 多层印制电路板在压合时的热量会使铜箔发生再结晶 现象，故需铜箔在高温（180℃）下仍保持常温时的 稳定性。其特点主要表现在：尺寸稳定性，高柔韧性， 多用于FR-4材质的多层板中。
df?对交流电在功能上损失的一种度量?绝缘材料树脂的一种特性?与所见到的电功损失成正比2?与周期频率f电位梯度的平方e及单位体积成反比?其数学关系为powerlossdissipationfactor2efvolumeconstant?合格低dk低df材料fr4材料fr408fr408hris415it180iit170grtu862hfem285厂商isolaisolaisola聯茂聯茂台耀台光tgdsc180185190175180165150dk10ghz377376382400410440420df10ghz0011900089001310015001300150015特殊材料材料ro4350bro3003tly5arf30rf35a25nad350a廠商rogersrogerstaconictaconictaconicarlonarlon樹脂種類陶瓷ptfeptfeptfeptfeptfeptfedk10ghz348300217300350338350df10ghz00037000130000900014000250002500030?导体表面粗糙度?导体表面粗糙度导体表面粗糙度形貌对电阻发热造成信号能量的损失即為导体损耗频率越高波长越短信号在导体间行进将只集中在导体的表面即所謂肌肤效应skineffect导体表面粗糙度越平坦对信号传输越有利pcb层间的接着强度受导体表面粗糙度影响导体表面粗糙度越高树脂与导体接著面积越大接著強度也隨之越高?改善方向反转铜箔rtf的开发即因应此需求而产生近年來反转铜箔的技術日趋成熟?铜箔基板结构銅箔銅箔樹脂玻璃纖維布?影响铜箔基板综合dk之因素?树脂环氧树脂dk
PCB覆铜板的品种分类
覆铜板的品种分类对于覆铜板产品的类型、品种，常按不同的规则有不同的分类。
一、按覆铜板的机械刚性划分印制电路板用基板材料（Base Material），在整个PCB制造材料中是首位的重要基础原材料。
它担负着PCB的导电、绝缘、支撑三大功效。
PCB的性能、品质、制造中的加工性、制造水平、制造成本以及长期可靠性等，在很大程度上取决于它所用的基板材料。
为现今PCB用基板材料的主要产品形式是覆铜板。
按覆铜板的机械刚性划分，它可分为两大主要类别：一类是刚性覆铜板(Rigid Copper Clad Laminate )，另一类是挠性覆铜板（ Flexible Copper Clad Laminate ，缩写为FCCL ）。
目前在PCB 制造中使用量最大的是刚性有机树脂覆铜板。
它多是由电解铜箔（作为导电材料）、片状纤维材料（作为增强材料、或称为补强材料）、有机树脂（作为绝缘材料及粘接剂）三大原材料所组成的。
CCL的制造过程，是将增强材料浸以有机树脂，经干燥加工形成半固化片。
将数张半固化片叠合在一起的坯料，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料。
各个品种的覆铜板之所以在性能上的不同，主要是表现在它所使用的纤维增强材料和树脂上的差异。
往往将这些增强材料、树脂不同组成的覆铜板，这样的称谓：“〇〇〇基（基材）△△△树脂型覆铜板”。
在刚性有机树脂覆铜板中，主要有纸基酚醛型CCL、纸基环氧型CCL、玻纤布基环氧CCL、玻纤布基高性能树脂型CCL、合成纤维基环氧型CCL、复合基环氧型CCL等品种。
在刚性无机树脂覆铜板中，主要有：陶瓷基CCL（包括氧化铝基CCL、氮化铝基CCL、炭化硅素基CCL等）、金属基CCL（包括金属基板、包覆型金属基板、金属芯基板）、其它无机类基CCL（例如有二氧化硅基CCL等）。
陶瓷基覆铜板（DBC）是由陶瓷基材、键合粘接层及导电层（铜箔）而构成的。
陶瓷种类有很多，可按此加以分类。
如有Al 2 O3、SiO2、 MgO、Al 2 O3 SiO2、AlN、SiC、BN、ZnO、BeO、MgOCr2O3等种类的陶瓷片。
什么叫高频板及高频电路板的参数
什么叫高频板及高频电路板的参数电子设备高频化是发展趋势，尤其在无线网络、卫星通讯的日益发展，信息产品走向高速与高频化，及通信产品走向容量大速度快的无线传输之语音、视像和数据规范化。
因此发展的新一代产品都需要高频基板,卫星系统、移动电话接收基站等通信产品必须应用高频电路板，在未来几年又必然迅速发展，高频基板就会大量需求。
高频基板材料的基本特性要求有以下几点：（1）介电常数（Dk)必须小而且很稳定，通常是越小越好信号的传送速率与材料介电常数的平方根成反比，高介电常数容易造成信号传输延迟。
(2)介质损耗（Df）必须小，这主要影响到信号传送的品质，介质损耗越小使信号损耗也越小。
(3）与铜箔的热膨胀系数尽量一致,因为不一致会在冷热变化中造成铜箔分离。
（4）吸水性要低、吸水性高就会在受潮时影响介电常数与介质损耗。
（5)其它耐热性、抗化学性、冲击强度、剥离强度等亦必须良好。
一般来说,高频可定义为频率在1GHz以上.目前较多采用的高频电路板基材是氟糸介质基板，如聚四氟乙烯（PTFE)，平时称为特氟龙，通常应用在5GHz以上。
另外还有用FR—4或PPO基材,可用于1GHz~10GHz之间的产品，这三种高频基板物性比较如下。
现阶段所使用的环氧树脂、PPO树脂和氟系树脂这三大类高频基板材料,以环氧树脂成本最便宜，而氟系树脂最昂贵;而以介电常数、介质损耗、吸水率和频率特性考虑,氟系树脂最佳，环氧树脂较差。
当产品应用的频率高过10GHz时,只有氟系树脂印制板才能适用。
显而易见，氟系树脂高频基板性能远高于其它基板，但其不足之处除成本高外是刚性差，及热膨胀系数较大。
对于聚四氟乙烯（PTFE)而言，为改善性能用大量无机物（如二氧化硅SiO2）或玻璃布作增强填充材料，来提高基材刚性及降低其热膨胀性。
另外因聚四氟乙烯树脂本身的分子惰性，造成不容易与铜箔结合性差，因此更需与铜箔结合面的特殊表面处理。
处理方法上有聚四氟乙烯表面进行化学蚀刻或等离子体蚀刻,增加表面粗糙度或者在铜箔与聚四氟乙烯树脂之间增加一层粘合膜层提高结合力，但可能对介质性能有影响,整个氟系高频电路基板的开发，需要有原材料供应商、研究单位、设备供应商、PCB制造商与通信产品制造商等多方面合作,以跟上高频电路板这一领域快速发展的需要.。
材导final project----材料四面体之高频基板
上海交通大學高頻基板之材料四面体所別材料科學與工程學院學號5130519142姓名李韋志指導教授韓秀君西元2014年 6 月目錄摘要(abstract)1.前言2.高頻材料四面体2-1高頻基板的表現(performance)2-2高頻基板的結構設計與特性(structure & properties) 2-3高頻基板的制備及其難點(synthesis)3.高頻基板的展望與應用4.結束語參考文獻圖目錄<圖1>數位通訊科技演進與面臨問題<圖2>高頻基板當前應用產品與規格需求<圖3>材料四面体<圖4>傳輸訊號損失計算公式<圖5>柔性高頻基板技術發展藍圖<圖6>剛性高頻基板技術發展藍圖<圖7>樹脂材料結構設計<圖8>LCP薄膜與PI薄膜介電特性<圖9>剛性基板制備流程圖<圖10>含浸示意圖<圖11>有膠式柔性基板制備流程圖<圖12>高溫壓合設備示意圖<圖13>集膚效應<圖14>銅箔基板粗糙度與信號損失關係圖<圖15>柔性高頻基板未來發展規則摘要隨著信息處理需求的增大，具有高速信息處理的電子用品已經成為了人們日常生活不可或缺的一部分。
在信號傳輸速度上，預測將在今後五十年內增長10倍以上，實現這種高速化技術已經成為印刷電路板及覆蓋銅板產業的當前最重要任務。
*[1]因為高介電常數(Dk)會使傳輸速度變慢，而高散失因子(Df)則會使信號部分轉化為熱能損失使信號強度減弱。
降低Dk & Df已經成為PCB(印刷電路板)業者們的共同目標，各式新型也一一湧出。
本文以材料四面体(Material tetrahedron)為主體，參考諸多相關論文、期刊與廠商報告。
就高頻基板(substrate)中的特性、結構設計與制備及表現一一介紹以研究基板材料高速化、高頻化的理論及特性。
高频基板发展(dkdf)
高频基板材料之最新发展1、前言随着信息科学技术的飞速发展，具有高速信息处理功能之各种电子消费产品已成为人民日常生活中不可缺少的一部分，从而加快了无线通讯和宽频应用工业技术由传统的军用领域向民用的消费电子领域转移之速度，由于消费电子市场需求强劲，且不断提出更高的技术要求，如信息传递高速化、完整性及产品多功能化和微型化等，从而促进了高频应用技术之不断发展。
特别是覆铜箔基板材料技术，传统FR-4之DK和Df相对较高，即使通过改善线路设计也无法完全满足高频下的信号高速传递且信号完整之应用需求，因为高DK会使信号传递速率变慢，高Df会使信号部分转化为热能损耗在基板材料中，因而降低DK/Df已成为基板业者之追逐热点，各种降低DK/Df之新技术和新型基板产品也不断地涌现出来，同时不断地被PCB业者和终端厂商所接收和否定（某些应用领域的否定）。
以下就本人对业界高频基板材料技术之发展的理解作一简单的介绍，同时就我司的新型高频基板材料作简要之介绍与讨论。
2、介电常数（DK）和损耗因子（Df）定义介电常数（ε，εr，DK，以下均用DK表示）的定义方式繁多，但常见定义为：含有电介质的电容器的电容C与相应真空电子容器的电容之比为该电介质的介电常数。
（电介质的电容电荷示意图如下图1）从介电常数的定义可知，如果电介质的极化程度越高，则其电荷Ｑ值越高，即DK越高，说明DK是衡量电介质极化程度的宏观物理量，表征电介质贮存电能能力的大小，从而也表征了阻碍信号传输能力的大小。
损耗因子（tanδ，Df，也叫介质损耗因素，介质损耗角正切，以下均用Df 表示）一般可定义为：绝缘材料或电介质在交变电场中，由于介质电导和介质极化的滞后效应，使电介质内流过的电流相量和电压相量之间产生一定的相位差，即形成一定的相角，此相角的正切值即损耗因子Df，由介质电导和介质极化的滞后效应引起的能量损耗叫做介质损耗，也就是说，Df越高，介质电导和介质极化滞后效应越明显，电能损耗或信号损失越多，是电介质损耗电能能力的表征物理量，也是绝缘材料损失信号能力的表征物理量。
PCB覆铜板的品种分类
覆铜板的品种分类对于覆铜板产品的类型、品种，常按不同的规则有不同的分类。
一、按覆铜板的机械刚性划分印制电路板用基板材料（Base Material），在整个PCB制造材料中是首位的重要基础原材料。
它担负着PCB的导电、绝缘、支撑三大功效。
PCB的性能、品质、制造中的加工性、制造水平、制造成本以及长期可靠性等，在很大程度上取决于它所用的基板材料。
为现今PCB用基板材料的主要产品形式是覆铜板。
按覆铜板的机械刚性划分，它可分为两大主要类别：一类是刚性覆铜板(Rigid Copper Clad Laminate )，另一类是挠性覆铜板（Flexible Copper Clad Laminate ，缩写为FCCL ）。
目前在PCB 制造中使用量最大的是刚性有机树脂覆铜板。
它多是由电解铜箔（作为导电材料）、片状纤维材料（作为增强材料、或称为补强材料）、有机树脂（作为绝缘材料及粘接剂）三大原材料所组成的。
CCL的制造过程，是将增强材料浸以有机树脂，经干燥加工形成半固化片。
将数张半固化片叠合在一起的坯料，一面或两面覆以铜箔，经热压而成的一种板状材料。
各个品种的覆铜板之所以在性能上的不同，主要是表现在它所使用的纤维增强材料和树脂上的差异。
往往将这些增强材料、树脂不同组成的覆铜板，这样的称谓：“〇〇〇基（基材）△△△树脂型覆铜板”。
在刚性有机树脂覆铜板中，主要有纸基酚醛型CCL、纸基环氧型CCL、玻纤布基环氧CCL、玻纤布基高性能树脂型CCL、合成纤维基环氧型CCL、复合基环氧型CCL等品种。
在刚性无机树脂覆铜板中，主要有：陶瓷基CCL（包括氧化铝基CCL、氮化铝基CCL、炭化硅素基CCL等）、金属基CCL（包括金属基板、包覆型金属基板、金属芯基板）、其它无机类基CCL（例如有二氧化硅基CCL等）。
陶瓷基覆铜板（DBC）是由陶瓷基材、键合粘接层及导电层（铜箔）而构成的。
陶瓷种类有很多，可按此加以分类。
如有Al 2 O3、SiO2、MgO、Al 2 O3 ?SiO2、AlN、SiC、BN、ZnO、BeO、MgO?Cr2O3等种类的陶瓷片。
高频高速基板材料问世的新品及评析
2021年5月第3期343379M 的宣传材料中，提及了它们的应用新市场：“在5G 通信中，需要很多天线作为配套设施，并由于天线安装空间也有限，为了实现5G 通信设备的小型化和多个功效设备的集成化，越来越多地使用了如图1所示的多层基板结构。
而AD-3379M、CD-3379M 就成为此图1中的积层法层(又称为叠层)的可选重要基板材料品种。
例如在28GHz 波段，若有多层结构(见图1)的情况，除了仅层压低Df 材料的多层CCL 外，还考虑将低Df 材料和普通CCL(FR-4)层压在一起作为复合衬底进行多层化。
”AD-3379M/CD-3379M 应用作本文对新问世的多款高频高速基板材料进行介绍和分析。
其鲜明的性能与对应市场的新特点，给我们研究全球刚性高频高速覆铜板的发展新趋势，提供了宝贵的、鲜活的素材。
高频高速基板材料问世的新品及评析文／中电材协覆铜板材料分会 祝大同在5G 快速发展的2020年~ 2021年一季度，全球刚性高频高速覆铜板重点生产企业又有多款新产品问世。
它们各自鲜明的性能与对应市场的新特点，给我们研究全球刚性高频高速覆铜板的发展新趋势，提供了宝贵的、鲜活的素材。
１．１ 新品信息2020年春，利昌工业株式会社面向5G 市场推出新开发的一类不含玻纤增强材料型高频高速基板材料：一种为具有高频特性的粘接片(产品牌号AD-3379M)；另一种是高频特性的附树脂铜箔(RCC)(产品牌号CD-3379M)。
“AD-3379M”具有很好的介电特性(Df=0.0020/Dk=3.09@28GHz)，特别是由于不含玻纤补强，介电性的异方性很小。
它具有较高的树脂流动性，适用于微细电路基板的制作。
还具有与FR4基材混压的成形加工兼容性。
这两种基板材料，主要应用在多层的HDI 层、天线层的制作[1] [2] [3]。
利昌工业在AD-3379M/CD-１．利昌工业：ＡＤ－３３７９Ｍ、ＣＤ－３３７９Ｍ为积层法层(叠层)应用在5G 天线用多层基板实例，见图1所示。
一种低介电低损耗覆铜板材料的开发
覆铜板资讯2021年第2期1引言21世纪全球已进入高度信息化的社会，IT产业成为社会信息化的强有力推动力。
5G 时代形成自动驾驶、高速大容量硬盘、汽车防撞系统、物联网、GPS定位系统等多方面的应用，这些均要求其使用电子材料和电子组件等具有高频、高速的功能。
因此，开发适合的高频高速覆铜板成为业内非常关注的课题。
树脂中铁弗龙树脂因其加工性困难且需极高温压合。
聚苯醚（PPO）树脂具有优异的介电性能、低吸湿性、与铜箔良好的粘结性、耐热性、阻燃性以及尺寸稳定性等优点，已成为目前低介电性能、高耐热性能的印制电路板行业重要的材料之一[1-3]。
由于聚苯醚与环氧树脂的兼容性较差，固化后易出现相分离的现象。
为提高聚苯醚与环氧树脂的兼容性，须对聚苯醚进行改性处理。
如添加兼容剂使两者提高兼容性，其中添加马来酸酐是常用的手段之一[4-5]。
氰酸酯树脂具有优异的介电性能、突出的耐热性、优良的力学性能等，近年来受到重点关注。
但其吸湿相对较大、固化反应温度高等也是目前急于改善的重点。
本文尝试以不同类型的环氧树脂在聚苯醚/马来酸酐固定比例下找出最佳搭配，最终DCPD环氧搭配聚苯醚/马来酸酐制造出Dk=3.9，Df=0.011的高频基材。
2实验部分2.1主要原料DCPD环氧、聚苯醚、改性环氧、固化剂、填料、促进剂与溶剂。
2.2覆铜板制备方法在固定聚苯醚与马来酸酐的条件下以DCPD型的环氧树脂与MDI型等其他环氧树脂为变因，进行胶水的物性实验。
实验方法如下:将上述配方依序添加固化剂、促进剂与溶剂等原料搅拌均匀后配成胶水，调整好上胶机夹轮的轴距间隙、烘箱温度设定为一种低介电低损耗覆铜板材料的开发重庆德凯实业股份有限公司刘玲廖浩张友梅顾苇施忠仁王顺程摘要：科技的进步伴随着通讯设备的发展，广泛的提升了各种高频电子设备的需求量。
为满足高频讯号传输、高频低损耗的需求，各种低介电常数(Dk)和低介质损耗(Df)的覆铜板基材也在不断地发展。
一般此种类型板材大都使用氰酸脂、PPO/PPE、苯乙烯马来酸酐、PI、PTFE等或其混合物来制造，但其成本十分较高。
dk df插损换算关系
在高速信号传输中，Dk（介电常数）和Df（损耗因子）是两个重要的参数，它们与插入损耗（Insertion Loss，简称插损）有着密切的关系。
以下是它们之间的换算关系：
插入损耗（α）与频率（f）、介电常数（Dk）、损耗因子（Df）等参数的关系可以用以下公式表示：
α = 8.686 * √(Df) * √(f) * √(εeff)
其中，α表示衰减（单位：dB/inch），f表示频率（单位：GHz），Df表示损耗因子，εeff是材料的有效相对介电常数（Effective Dielectric Constant，简称Er）。
需要注意的是，这个公式是一个近似公式，实际应用中可能会有所偏差。
另外，Df和Dk之间也存在一定的关系。
一般来说，Df越小，介质损耗就越少，信号的传输质量就越高。
而Dk则影响信号的传输速度，Dk值越小，信号传输速度就越快。
在高速信号传输中，为了获得更好的信号质量和传输性能，通常会选择具有较低Df和Dk值的基板材料。
同时，通过优化电路设计和布线方式，也可以进一步降低插入损耗，提高信号传输质量。
请注意，这里提供的公式和关系仅供参考，具体应用中还需要结合实际情况进行考虑和计算。
如有需要，建议咨询相关专业人士或查阅相关文献资料。
高dk碳氢基板材料发展趋势
高dk碳氢基板材料发展趋势
高分子碳氢基板材料是一种具有良好机械性能、热稳定性和化学稳定性的材料，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，高分子碳氢基板材料的发展趋势主要体现在以下几个方面：
1. 多功能化：高分子碳氢基板材料可以通过添加不同的功能单元或材料来实现多功能化。
例如，可以添加具有导电性、光学性能、生物相容性等功能的单元，使材料具有更广泛的应用领域。
2. 微纳结构化：通过微纳加工技术，可以将高分子碳氢基板材料制备成各种微纳结构，如纳米孔、微纳通道等。
这些微纳结构可以改善材料的性能，如增加材料的比表面积、提高传质速率等。
3. 高强度：高分子碳氢基板材料的强度通常较低，但可以通过改变材料的结构和添加增强剂等方式提高材料的强度。
例如，可以采用纳米填料、纤维增强等方法来增加材料的强度和刚度。
4. 环境友好：随着环境保护意识的增强，高分子碳氢基板材料的环境友好性也成为发展的重要方向。
可以通过改变材料的合成方法、减少有害物质的使用等方式来提高材料的环境友好性。
5. 可降解性：高分子碳氢基板材料的可降解性也是一个重要的发展方向。
可以通过控制材料的分子结构和添加可降解单元等方式实现材料的可降解性，从而减少材料对环境的影响。
高分子碳氢基板材料的发展趋势主要包括多功能化、微纳结构化、高强度、环境友好和可降解性等方面。
这些发展趋势将推动高分子碳氢基板材料在各个领域的应用广度和深度的提升。
Tg、CTI、CTE
特殊性覆铜板划分方式及其特征来源：PCB资源网作者：PCBer 发布时间：2007-09-15 发表评论按覆铜板的某个特殊性能去划分不同等级的覆铜板，主要表现在一些比较高档次的板材上。
下面仅举几种这样的分类品种。
(1)按Tg的高低对覆铜板进行分类玻璃化温度(Tg)是描述绝缘材料达到某一温度后，非晶态聚合物由玻璃脆性状态转变为黏流态或高弹性态的温度。
一般绝缘材料处于Tg以上时，许多性能会发生急剧的变化。
因此，Tg越高，这种绝缘材料原有的各种性能的稳定性就越好。
另一方面，具有高Tg的材料一般比低Tg的材料具有更好的尺寸稳定性和机械强度保持率，加之该优良性能可在更大的温度范围内保持，这对制造高密度、高精度、高可靠性的印制电路板是很重要的。
Tg是衡量、表征一些玻纤布基覆铜板的耐热性的重要项目。
但对纸基覆铜板(如X PC、FR-1等)、复合基覆铜板(如CEM-1、CEM-3)来讲，用Tg衡量它们的耐热性并不适用。
在IPC-4101标准中，对玻纤布基各类覆铜板规定了最低Tg指标值或是Tg的标准范围。
这实际上是用R划分出各类型覆铜板的耐热等级。
例如，对玻纤布-环氧树脂基覆铜板(FR-4)的耐热性，是以所要求达到的Tg的范围不同划分为三个品种，见表。
从PCB设计和制造选择不同等级的耐热性基板材料的实际出发，目前世界上(特别是欧美)通常将刚性玻纤布基覆铜板按照Tg划分为四个档次。
这种档次的划分及所包括的主要采用的不同树脂类型的覆铜板，举例见表2-3。
按照Tg划分刚性玻纤布基覆铜板的四个档次品种对高耐热性覆铜板的Tg值的要求，目前没有特别明确的划定。
一般习惯上将上表的第三、第四档次的Tg要求的基板(Tg大于170℃)称为高耐热性覆铜板。
(2)按Dk的高低对板进行分类表征基板材料介电性能的主要性能项目，主要是介电常数(用"ε"或“Dk”)和介质损耗因子(用"tanδ"或"Df")。
高频微波印制板制造技术
高频微波印制板制造技术主讲：杨维生一、前言1.高频微波印制板在我国获得飞速发展的主要原因：1）通信业的快速进步，使原有的民用通信频段显得非常的拥挤，某些原军事用途的高频通信，部分频段从21世纪开始，逐渐让位给民用，使得民用高频通信获得了超常规的速度发展。
2）高保密性、高传送质量，要求移动电话、汽车电话、无线通信，向高频化发展。
3）计算机技术处理能力的增加，信息存储容量增大，迫切要求信号传送高速化。
二、定义1.微波定义。
波长为1m~0.1mm之间，相应的频率范围为300MHZ~3000GHZ（1GHZ=1000MHZ）的电磁波称为微波。
常将微波划分为分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波四个波段。
表2微波中的常用波段微波特点：1）频率高。
微波的震荡频率极高，每秒在三亿次以上，震荡周期很短，在10-9~10-12s之内，和低频器件电子的渡越时间10-8~10-9s属同一数量级或者还小得多。
微波的频率高，在不太大的相对带宽下，其可用频带很宽。
频带宽意味着信息容量大，使得它在需要很大信息容量的场合得到了广泛的应用。
2）似光性。
微波的波长比一般的宏观物体（如建筑物、船舰、飞机和导弹等）的尺寸都小得多，当微波波束照射到这些物体上时，将会产生显著的反射。
波长越短，其传播特性就越接近于几何光学，波束的定向性和分辨能力就越高，天线的尺寸也可以做得越小。
3）能够穿透电离层。
微波能毫无阻碍地、低衰减地穿过电离层，因此称微波是“宇宙窗口”，为卫星通信、宇宙通信、导航、定位以及射电天文学的研究和发展提供了广阔的发展前景。
4）测量技术上特点。
在测量技术上微波波段也有明显特点。
低频电路测量的几个基本参量是电压、电流和频率，在微波波段电压和电流已失去了唯一确切的含义，因而测量的基本参量是功率、阻抗和波长。
2.微波的应用。
1）微波技术的早期发展是和雷达交织在一起的。
2）微波通信是国际公认的最有发展前途的三大传输手段（微波、卫星和光纤）之一。
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高频基板材料之最新发展1、前言随着信息科学技术的飞速发展，具有高速信息处理功能之各种电子消费产品已成为人民日常生活中不可缺少的一部分，从而加快了无线通讯和宽频应用工业技术由传统的军用领域向民用的消费电子领域转移之速度，由于消费电子市场需求强劲，且不断提出更高的技术要求，如信息传递高速化、完整性及产品多功能化和微型化等，从而促进了高频应用技术之不断发展。
特别是覆铜箔基板材料技术，传统FR-4之DK和Df相对较高，即使通过改善线路设计也无法完全满足高频下的信号高速传递且信号完整之应用需求，因为高DK会使信号传递速率变慢，高Df会使信号部分转化为热能损耗在基板材料中，因而降低DK/Df已成为基板业者之追逐热点，各种降低DK/Df之新技术和新型基板产品也不断地涌现出来，同时不断地被PCB业者和终端厂商所接收和否定（某些应用领域的否定）。
以下就本人对业界高频基板材料技术之发展的理解作一简单的介绍，同时就我司的新型高频基板材料作简要之介绍与讨论。
2、介电常数（DK）和损耗因子（Df）2.1定义介电常数（ε，εr，DK，以下均用DK表示）的定义方式繁多，但常见定义为：含有电介质的电容器的电容C与相应真空电子容器的电容之比为该电介质的介电常数。
（电介质的电容电荷示意图如下图1）从介电常数的定义可知，如果电介质的极化程度越高，则其电荷Ｑ值越高，即DK越高，说明DK是衡量电介质极化程度的宏观物理量，表征电介质贮存电能能力的大小，从而也表征了阻碍信号传输能力的大小。
损耗因子（tanδ，Df，也叫介质损耗因素，介质损耗角正切，以下均用Df 表示）一般可定义为：绝缘材料或电介质在交变电场中，由于介质电导和介质极化的滞后效应，使电介质内流过的电流相量和电压相量之间产生一定的相位差，即形成一定的相角，此相角的正切值即损耗因子Df，由介质电导和介质极化的滞后效应引起的能量损耗叫做介质损耗，也就是说，Df越高，介质电导和介质极化滞后效应越明显，电能损耗或信号损失越多，是电介质损耗电能能力的表征物理量，也是绝缘材料损失信号能力的表征物理量。
2.2基板材料DK和Df之影响因素在高频应用中，PCB使用之基板材料的介电性能对信号的传输速度和完整性产生直接的影响，在讨论如何降低DK/Df以更好地符合高频应用前，先对基板材料DK/Df之影响因素进行讨论：基板材料DK/Df之影响因素较多，主要有如下几方面：树脂、玻璃布类型、树脂含量、环境温度和湿度及应用频率等，下面就以上影响因子进行详细分析。
2.2.1树脂结构特性因基板之绝缘部分是由树脂和玻璃布组成，玻璃布的DK较高（E-glass6.6，NE-Glass4.6），因而实现较低的DK，必须选择较低DK之树脂。
树脂的DK/Df 主要与树脂的纯度、吸水率及树脂分子结构此三方面有关，当然此三方面也相互影响。
一般来讲，树脂中游离的离子会使树脂的吸水率提高，由于水的DK达到70，吸水率的提高会使树脂的DK升高，同时会在高频下易形成离子极化而增加极化程度，也使DK升高，同时Df也会相应提高。
至于吸水率，与树脂本身分子结构相关，一般来说，分子结构之极性越低，其吸水率越低；另其固化后的交联密度越大，其吸水率也会越低，，其DK/Df受环境湿度的增加而增加。
分子结构极性是决定树脂DK/Df之关键，如果分子结构极性越高，在一定电磁波下，树脂内电子极化、原子极化、偶极极化（又称取向极化）之程度将越高，其DK/Df越高，此点亦可从DK/Df之定义得知，所以设计或选择高度对称结构，少量极性基团、低极性的化学键和具有大分子体积的高分子树脂是降低DK/Df之主要途径，例如具有脂肪族烃、氟代烃、环脂环族等此类结构的树脂和能具有参加反应之乙烯基、醚基、酯基及酰亚胺基等结构的树脂（固化后）其DK/Df相对较低，千万不能含有OH和COOH等极性基团，传统FR-4因固化后分子结构中含有大量OH基而具有相对较高的DK/Df。
常用作Low DK/Df之树脂结构如下：2.2.2玻璃布和树脂含量玻璃布的DK/Df不可忽视，因为玻璃布在基板中扮演了DK“拖后退”之角色，E-glass在IMHz之DK为6.6，而传统FR-4 epoxy在1MHZ之DK为3.6，两者制作的传统FR-4基板的DK在4.2-4.8，正因为E-glass的DK太高而开发了新型NE-glass，其特性表如表1目前NE-Glass已被CCL批量使用，如Nelco N4000-13SI，当然如果再想进一步降低DK，可采用Q-Glass(DK/Df=3.9/0.0002，1MHZ)，如Nelco N8000Q。
正因为树脂的DK比玻璃布的低，百其Df（约0.025，1MHz）比玻璃布的高，所以随着含量的升高，基板或基材之DK随着降低，百Df随着升高，在设计叠构和阻抗时可借鉴此变化规律。
关于DK/Df会受到环境温度的影响，祝大同专家曾对此关系做了详细的分析：基板材料的DK/Df随着温度的提高而增大，且Df相对表现更加“敏感”，具体参见图2和图3。
其实我们从DK/Df之定义去想想，其原因很明显，当温度升高时，树脂分子内的电荷运动加快、电荷极化、原子极化和取向极化程度提高，基DK会提高，而电荷运动的加快，电荷更易形成电流，促进了树脂内的电导增加，加之极化程度增加后，两者造成较明显的滞后效应，从而使相对角增幅较大，Df也相应较大幅度地增大。
当然如果树脂之极性很小，如PPE，其DK/Df随温度的变化之趋势较小，特别是PTFE，基本上不随温度的变化而变化，图2和图3也能说明此点。
2.2.4应用频率众所周知，传统FR-4材料之DK随着频率升高而降低，Df随着频率升高而升高，而DK/Df更低的PPO和PTFE等基板材料之DK/Df随频率变化的幅度相对较小，特别是PTFE基板之DK随频率升高而趋于平稳或微量变小，如图4和图5。
此现象也可从DK/Df的定义来进行解释说明，当频率升高时，极性较强的树脂内的电子、电荷、离子等来不及进行排序而形成的极化程度降低，其DK较低且频率越高DK降低越明显；对于极性弱的树脂，基本上产生的极化程度本来就很低，其DK较低，所以随频率升高而DK降低的幅度较小。
对于极性较强的树脂来讲，频率越高，树脂之电导和极化的滞后效应越严重，也是说树脂内电荷产生的电流和树脂之极化赶不上频率的变化，且频率越高则越落后，因而其Df相对较高且随频率升高而明显升高；而极性弱的树脂，树脂本身内的电导和极化很弱，其滞后效应随频率之变化不明显，则其Df相对较低且随频率提高而增大的幅度很小。
3.高频基板材料的设计3.1信号传输速度在传统的电子产品应用中，应用频率大多数集中在1GHz以下，传统FR-4材料的DK/Df特性足以满足其要求，而常被PCB和终端厂商设计者所忽视其较高DK/Df带来的负面影响。
随着电子产品信息处理的高速化和多功能化，应用频率不断提高，2GHz及3-6GHz将成为主流，基板材料不再是扮演传统意义下的机械支撑角色，而将与电子组件一起成为PCB和终端厂商设计者提升产品性能的一个重要途径，是因为高频下的信号传输速度与DK的平方根成反比关系，其简单关系式如下：Ｖ：信号传输速度，Ｋ：常数，Ｃ：光速，DK：基板的介电常数或者说信号传输延迟时间与DK的平方根成正比，DK越高，其信号传输延迟现象越严重，其简单关系如下：Tpd：传输延迟时间，L：信号传输长度，εeff：实际相对介电常数（在带状线的情况下，εeff=DK），C：光速另外，信号传输速度还与PCB设计的特性阻抗有关，一般阻抗越大，信号传输越快，简单抽象地说就是阻抗越在，即阻止信号渗入介电层的能力越大，其信号传输就快。
带状线的特性阻抗Z0计算公式：从特性阻抗Z0计算公式可看出，减少线宽、降低铜厚、提高介电层厚及降低介电层DK均可提高Z0，为了提高信号传输速度，这些均已成为PCB设计者必须考虑的因素。
3.2信号传输损失简单地讲，信号传输损失就是信号在传输过程中，部分信号转化为热能并损失到介电层中去了，如果信号传输损失大，说明传输的信号变弱，会影响信号传输之完整性，导致话间不清晰或图像失真等现象，所以PCB设计者在设计时必须考虑到信号的传输损失，而信号的传输损失（a）一般认为包括导体损失（ac）和介质损失（ad）：以上公式中有几个概念先进行说明：集肤效应（skin effect）：在高频信号进行传输时，信号的交换频率极快，会使导线产生电磁感应，尤其在导线横段面中心处的电感较大，使得此位置的电流或信号的通过变得极少，而通过导线传输的电流或信号，绝大数集中在导线的表皮，此种现象叫做“集肤效应”，又称“表皮效应”。
表皮厚度（skin depth）和表皮电阻（skin resistance）：由于集肤效应的产生，高频信号在导线的表面上传输的有效截面积变小，集中在导线的外表皮（其厚度叫表皮厚度），如果频率越高，具有实际传输的表皮厚度变得越薄，导线表皮上的电阻（叫表皮电阻Rs）相应变大，信号传输损失增加，此点可从表皮厚度和表皮电阻的计算公式得到体现，随着频率升高，表皮厚度变薄，而表皮电阻升高，从而导致在导线中传输的高频信号以热能形式散失得越多。
在高频信号传输中，因集肤效应造成的信号损失是导体损失的主要形式之一，所以在高频应用时，选用铜箔时其粗糙度Rz要特别低，VLP铜箔是较佳的选择。
另外高介电层DK也是导体损失的主要形式之一，对于PCB设计者来说，降低介电层DK也是降低导体内的损失还与导体的厚度、宽度和介电层的厚度及特性阻抗有关，其实还与互相连接的各导线之特性阻抗的一致性有关，因为如果不一致的阻抗会导致信号在传输过程中发生发射噪声而影响信号传输的真实性，实际上这是PCB阻抗设计的主要目的之一。
在高频信号传输过程中，介质损失相对导体损失要大很多，占了传输损失的大部分，因为介电层中的微量电荷能在高频下形成电导而导致信号以热能散失在介电层中。
从介质损失的公式可得知，随着频率升高、DK升高及Df升高，介质损失随着增加，祝大同专家在《高速、高频PCB用基板材料评价与选择》一文中对此关系作了详细的分析，如有不说之处，可查阅此文。
根据以上之分析，选择具有较低DK/Df之基板材料，成为PCB设计者降低信号传输损失的重要途径。
3.3低DK/Df基板材料的设计与开发为了能迅速占有一定的高频应用市场，欧美和日本CCL对Low DK/Df材料进行如火如荼的开发工作，并向市场推出各种各样的Low DK/Df基板材料，综观CCL业界开发Low DK/Df之设计开发思路，大体总括如下表2、3、表4和图6：上表中只提了一些典型厂商之典型产品，有很多家的产品并没有提到，如ARLON之FoamClad 100(DK/DF=1.15-1.35/0.002-0.004)，Nelco最新推出的N4350-13RF和N4380-13RF，GIL的GML1000等。