【经验】如何为射频/微波印刷电路板寻找合适的阻焊层？
阻焊层是射频/微波印刷电路板 (PCB) 中经常被忽视的部分。它为电路提供保护，但也会影响最终性能，尤其是在较高频率下影响更大。阻焊层不一定总是用于射频/微波电路中，当它是电路的一部分时，为了最精确的建模和仿真，它也应该考虑电学因素。更多地了解阻焊层的材料特性有助于加深对这些电路层如何影响射频/微波频率性能的理解，本文ROGERS将具体介绍。
阻焊层本质上是一层薄的聚合物层，可保护铜导体免受氧化，并通过过量焊料形成的桥接来最大限度地减少短路的产生。阻焊层为不需要任何最终电镀处理的PCB区域提供保护。传统的阻焊层为绿色PCB，但现在阻焊层有许多其他颜色以及无铅版本。特定阻焊层的要求将取决于PCB导体厚度、电路密度、通孔和要连接到 PCB 的器件类型，例如表面贴装技术 (SMT) 器件。
阻焊层可以以固态（薄膜）或液体形式应用。为了让它们在实际的三维 (3D) 表面上提供更完整的覆盖，大多数阻焊层以液体形式应用。液体阻焊层通常由液体光成像 (LPI) 聚合物和溶剂的双组分混合物形成。将液体成分混合并用于形成薄涂层，该涂层将粘附在 PCB 的不同表面和材料上，特别是导电线路。 LPI 阻焊层为 PCB 的电路和介电材料提供保护，并且阻焊层必须进行图案化以形成开窗（阻焊层空隙），用于电路元件的电气连接。当使用 LPI 阻焊油墨时，可以通过暴露于紫外线 (UV) 光源，使用光刻或直接激光成像在阻焊层中形成开口和其他图案，以创建所需的开窗和图案。
大多数 LPI 阻焊膜基于环氧树脂或丙烯酸配方。每种阻焊层方法对 PCB 都有其自身的优势，例如高损耗因数和较差的吸湿性，这些不一定会增加出色的高频性能。例如，与用于射频/微波应用且通常以 10 GHz 为特征的电路层压板相比，LPI 阻焊层在 1 GHz 时的典型损耗因数 (Df) 为 0.025，在相同频率下的介电常数(Dk)约为3.3至3.8，具体取决于配方。
LPI 阻焊层的吸湿性也取决于阻焊层的配方，通常在 1% 到 2% 左右。相比之下，大多数射频/微波电路层压板的吸湿率低于0.3%，很明显，印刷电路板层压板的两个参数都会受到LPI阻焊层的影响。由于对射频/微波性能的负面影响，即使阻焊层可以提供增强可靠性的保护，也经常会从印刷电路板的射频/微波部分省略阻焊层。
在具有在低损耗电路层压板上制造的微带或接地共面波导(GCPW)传输线的高频电路中，与没有阻焊层的电路相比，添加阻焊层会增加电路的介电损耗和有效 Dk 。无论是在双铜层还是多层设计中，阻焊层的特性都必须包含在为预测电路性能而执行的任何计算机辅助工程 (CAE) 建模和仿真中，尤其是当设计目标涉及最小化电路损耗时。
通常，在射频/微波电路设计中使用小块阻焊块作为“堤坝”，用于那些将应用焊料和组装 SMT 组件的区域。与全电路阻焊层相比，这些较小的贴片或阻焊块对电气性能的影响往往可以忽略不计。一般来说，如果阻焊贴片小于工作频率的十分之一波长，则不会对该频率下的性能产生显著影响。如果此类阻焊贴片足够小，它们对高频 PCB 的影响可以忽略不计。然而，在 PCB 相对较小的部分内使用多个阻焊贴片可能会导致该区域内的材料特性发生变化，从而产生电气效应，例如更高的损耗。
在为 PCB 选择阻焊层时，应考虑许多特性。这些包括长保质期、高附着力、高电绝缘性、良好的耐热性、对所有形式的电镀（包括化学镀镍和沉金）具有高耐电镀性，并符合无卤素要求。对于性能至关重要的应用，阻焊层颜色的选择会影响材料的 Df 和 Dk 特性，其中颜色的差异可能意味着两个参数的差异，尽管差异很小。正确清洁和准备 PCB 表面也可以确保阻焊层在应用时牢固地粘附在层压板表面上。
有关阻焊层的更多信息可从全球贸易协会、国际电子工业联接协会及其印刷电路协会 (IPC) 以出版物 IPC-SM-840C 的形式获得，该出版物审查了材料类型、粘附特性和其他感兴趣的参数。由于 LPI 阻焊材料的性质，以及通常通过光刻形成精确开窗和其他特征的需要，与现代低损耗、高性能电路层压板相比，它们在电气性能方面将受到限制。但是，当设计需要阻焊层保护时，通过现代 CAE 电路建模软件进行适当的规划和仿真，可以将阻焊层添加到射频/微波双铜层和多层电路中，而性能损失最小或没有损失。
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