【选型】高频PCB板材分类及选材分析

时间： 2021-08-12 来源：金倍克

技术问答

在了解高频PCB有哪些分类前，我们首先需要了解一下什么是高频PCB。高频PCB是指电磁频率高的特殊基板，频率（频率大于300MHz或者波长小于1m）与微波（频率大于3GHz或者波长小于0.1m）领域的PCB，是在微波基材覆铜板上利用普通刚性线路板制造方法的部分工序或者采用特殊处理方法而生产的电路板。一般来说，高频PCB可定义为频率在1GHz以上线路板。

就分类来看，高频PCB板分为末陶瓷填充热固性材料和聚四氟乙烯材料。

随着电子设备的功能越来越复杂，越来越多的设备设计是在微波频段甚至毫米波领域以上的应用，这意味着频率不断提高，对线路板基材的要求也越来越高。例如，基板材料需要优异的电气性能和良好的化学稳定性。在选择用于高频PCB的基板时，需要考察材料DK在不同频率下的变化特性。而对于侧重信号高速传输方面的要求，或特性阻抗控制要求，则重点考察DF及其在频率、温湿度等条件下的性能。

当频率变化时，普通基材表现出DK、DF值变化较大的规律。其DK、DF值在1 MHz至1 GHz之间的变化尤其明显。举例来说，在1 MHz频率下，一般型环氧树脂一玻纤布基的基材（一般型FR-4）的DK值为4.7，而在1 GHz频率下的DK值则变化为4.19。当高于1 GHz时，其DK值趋于平稳。它的变化趋势随频率的增加而降低（但变化幅度不大）。当频率发生变化时，DK多保持在0.02范围内。DK值随频率的变化而变化，从低到高的频率趋于减小。

普通型基材中的介质损耗系数（DF），在受到频率变化（特别是在高频范围内的变化）的影响而产生DF值的变化要比DK大。因此，在评价某一类基材的高频特性时，应着重考察其DF值的变化情况。基板材料具有高速高频特性，就高频变化特性而言，普通衬底材料有两个明显区别：一是随频率变化，DF值变化不大。还有就是，其变幅与普通基材相似，但其自身（DF）值较低。

PCB板材的选型必须在满足设计要求、产量和成本之间达到平衡。简而言之，设计要求包括电气和结构的可靠性两个方面。当设计高速PCB板（大于GHz的频率）时，这种板的问题就更加重要了。举例来说，目前常用的FR-4材料，介质损耗Df在几个GHz频率下（Dielectricloss）将非常大，并不适用。

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