高频高速PCB板材之奥秘

工作频率在1GHz以上的射频电路一般被称为高频电路，移动通信从最初的2G、3G、4G一路发展到目前的5G的过程中，通信频段也从当初的800MHz发展至3.7GHz。

5G通信的发展，带动了5G通信设备的普及高频PCB行业的快速发展。

5G设备大多工作在高温、高寒、高辐射等恶劣的环境当中。因此5G设备所用的电路板与普通的线路板有所不同。它们必须在这些恶劣环境中稳定的运行才能满足设备的需求。

下面我们就从高频PCB基材本身的特性和来探究一番。

为解决高频高速信号传输的需求，以及应对毫米波穿透力差、衰减速度快的问题，高频高速线路板必须满足以下三点：

1. 低传输信号的损失和延迟;

2. 高特性阻抗的精确控制。

PCB高频化有两条途径，一个是PCB的加工制程要求更高，另一个是使用高频的CCL——满足高频应用环境的基板材料称为高频覆铜板。

高频覆铜板材料的性能主要有介电常数(Dk)和介电损耗因子(Df)两个指标来衡量。Dk和Df越小越稳定，高频高速基材的性能越好。此外，射频PCB板面积更大，层数更多，就需要有更高Tg值的基材以及更严格的厚度公差。 

常见高频高速线路板材有以下几种：碳氢树脂、PTFE、LCP液晶高聚物、PPE/PPO等

（一）碳氢树脂 

碳氢树脂是指聚烯烃均聚物或共聚物，包括丁二烯苯乙烯共聚物、丁二烯均聚物、苯乙烯、均聚物、苯乙烯/二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-丁二烯-二乙烯基苯共聚物等。
①介电性能优异：Dk≒2.4/Df≒0.0002
②较高的耐热性③较好的耐化学性

粘结性较

    （二）PTFE柔性膜 

        PTFE 树脂熔融温度和熔体粘度都比较高。常见商品形态是树脂分散液、树脂悬浮液和树脂粉末。常见加工方式有模压/车削法、浸渍/模压法、挤出/模压法等。因PTFE的线膨胀系数大、导热系数低等缺点，需要进行增强改性。改性后的膜产品形态通常有 ：  

PTFE +陶瓷

PTFE +玻纤布

PTFE + 陶瓷+玻纤布

（三）LCP液晶高聚物

液晶高分子聚合物（Liquid Crystal Polymer），简称LCP。是80年代初期发展起来的一种新型高性能特种工程塑料。

按照形成条件不同，液晶可以分为受热熔融的热致液晶Thermotropic LCP和溶剂溶解的溶致液晶Lyotropic LCP。

在受热熔融或者被溶剂溶解后，这种材料会失去固体宏观的尺寸外形、硬度、刚性等性质，外观上则获得了液体物质的流动性，同时又保持着晶态物质的取向有序性，从而在物理形态上形成各项异性，又兼具液态流动性和晶态分子有序排列特征的过渡态，这种中间形态成为液晶态。

从分子设计角度来看，商用LCP主要有三种：

一是多苯环刚性分子单体之间通过共聚而成；

二是在分子结构中导入萘环；

三是在分子链中使用脂肪族链段。

根据不同的分子结构，不同类型的LCP的熔点也不尽相同，通常来说其耐热性I型>II型>III型。

（四）PPE/PPO 

聚苯醚是本世纪60年代发展起来的高强度工程塑料，化学名称为聚2,6—二甲基—1,4—苯醚，简称PPO（Polyphenylene Oxide）或PPE（Polypheylene ether），又称为聚亚苯基氧化物或聚苯撑醚。
两个甲基封闭了酚基两个邻位的活性点，使刚性↗，稳定性↗，耐热性和耐化学稳定性↗。
醚键增加柔韧性，但使耐热性能较差。

两个甲基为疏水的非极性基团，降低PPO大分子的吸水性和极性，封闭酚基的两个活性点，使PPO分子结构中无可水解的基团，耐水性好，吸湿性、尺寸稳定性和电绝缘性好。大量刚性酚基芳香环，分子链的刚性与分子链间的作用力使分子链段内旋困难，导致其熔点↗，熔体粘度↗，流动性↘，加工困难。

以上几种材料的国外主要供应商有：           

高频线路板来自名门，出身高贵，它不同于生产普通PCB所用的覆铜板，它采用高频覆铜板，经PCB生产厂家生产制作后广泛应用于通信基站(天线、功率放大器、低噪音放大器、滤波器等)、汽车辅助系统、航天技术、卫星通讯、卫星电视、军事雷达等高频通信领域。