【经验】解析高频高速板材选择时需要考虑的五种因素

时间： 2022-04-22 来源：捷多邦

在选择PCB板时，我们必须在满足设计要求、批量生产和成本之间取得平衡。简而言之，设计要求包括电气和结构可靠性。在设计高速PCB板（频率大于GHz）时，这个问题通常更为重要。例如，常用的FR-4材料在几个GHz频率下具有较大的介电损耗DF（介电损耗），这可能不适用。

例如，10Gb/s的高速数字信号是方波，可以将其视为不同频率正弦波信号的叠加。因此，10Gb/s包括许多不同的频率信号：5GHz的基频信号、三阶15GHz、五阶25GHz、七阶35GHz信号等。保持数字信号的完整性和上下边缘的陡度与射频微波的低损耗和低失真传输（数字信号的高频谐波部分到达微波频带）相同。因此，在许多方面，高速数字电路PCB的材料选择与射频微波电路相似。

在实际工程操作中，高频板的选择看似简单，但仍有许多因素需要考虑。通过本文的介绍，能够对板材的特性和选择有了一定的了解，了解板材的电气性能、热性能和可靠性。合理使用层压，设计出可靠性高、加工性能好的产品，并对各种因素进行优化考虑。

下面将分别介绍，选择合适的板材主要考虑因素：

1、可制造性：

例如，多重压制性能、温度性能、CAF/耐热性、机械韧性（附着力）（良好的可靠性）和防火等级如何；

2、与产品匹配的各种性能（电气、性能稳定性等）：

损耗低，Dk/DF参数稳定，色散低，随频率和环境的变化系数小，材料厚度和胶含量的公差小（良好的阻抗控制）。如果布线较长，则考虑低粗糙度铜箔。另一方面，在高速电路设计的早期阶段需要进行仿真，仿真结果是设计的参考标准。“兴森科技-安捷伦（高速/射频）联合实验室”解决了模拟结果与测试不一致的性能问题。它对仿真和实际测试进行了大量的闭环验证，并通过独特的方法实现了仿真和实际测量的一致性。

3、材料的可及时获得性：

很多高频板材采购周期非常长，甚至2-3个月；除常规高频板材RO4350有库存，很多高频板都需要客户提供。因此，高频板材需要和厂家提前沟通好，尽早备料；

4、成本因素Cost：

看产品的价格敏感程度，是消费类产品，还是通讯、医疗、工业、军工类的应用;

5、法律法规的适用性等：

要与不同国家环保法规相融合，满足RoHS及无卤素等要求。

在上述因素中，高速数字电路的运行速度是PCB选择中考虑的主要因素。电路速度越高，选择的pcb df值应越小。中低损耗电路板适用于10Gb/s数字电路；低损耗板适用于25gb/s数字电路；超低损耗的平板将适应更快的高速数字电路，其速度可以达到50GB/s或更高。

从材料Df看：

Df介于0.01～0.005电路板材适合上限为10Gb/S数字电路;

Df介于0.005～0.003电路板材适合上限为25Gb/S数字电路;

Df不超过0.0015的电路板材适合50Gb/S甚至更高速数字电路。

常用的高速板材有：

1）、罗杰斯ROGERS：RO4003、RO3003、RO4350、RO5880等

2）、台耀TUC：Tuc862、872SLK、883、933等

3）、松下Panasonic：Megtron4、Megtron6等

4）、Isola：FR408HR、IS620、IS680等

5）、Nelco：N4000-13、N4000-13EPSI等

6）、东莞生益、泰州旺灵、泰兴微波等

当然还有很多其他高频板材，比如Arlon（去年被罗杰斯收购）、Taconic，都是老品牌射频微波板厂，性能有保障。

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