高頻板和高頻線路板的參數有哪些
電子設備高頻化是發展趨勢,特別是隨著無線網絡和衛星通信的不斷發展,信息產品也越來越高速度和頻率越來越高,通信產品正朝著語音、視頻和數據的標準化方向發展,以實現大容量、高速的無線傳輸。因此,發展的新一代產品需要高頻基板,衛星系統、手機接收基站等通信產品必須應用高頻電路板。未來幾年必然會快速發展,高頻基板需求量很大。
高頻基板材料的基本特性要求以下幾點:
(1)介電常數(Dk)必須小且穩定,通常越小越好信號傳輸速率和材料介電常數的平方根成反比,高介電常數容易造成信號傳輸延遲。
(2)介質損耗(Df)必須小,主要影響信號傳輸質量。介質損耗越小使信號損耗也越小。
(3)銅箔的熱膨脹系數應盡可能一致,因為不一致會導致銅箔在冷熱變化中造成銅箔分離。
(4)吸水率低,吸水率高受潮時會影響介電常數和介電損耗。
(5)其他耐熱性、抗化學性、沖擊強度、剝離強度等也必須良好。
一般來說,高頻可以定義為1GHz以上的頻率。高頻電路板的基材目前較多采用氟系介質基材,如聚四氟乙烯(PTFE),通常稱為特氟龍,通常在5GHz以上。此外還有用FR-4 或PPO基板,可用于1GHz~10GHz之間的產品。這三種高頻基板的物理性能比較如下。
現階段使用的三種主要高頻基板材料即環氧樹脂、PPO樹脂和氟系樹脂,以環氧樹脂成本最便宜,氟系樹脂最貴;以介電常數、介質損耗、吸水率和頻率特性考慮氟系樹脂最好,環氧樹脂次之。當產品應用頻率高于10GHz時,只有氟系樹脂印制板才適用。明顯地不難看出,氟基樹脂高頻基板的性能遠高于其他基板,但其缺點除了成本高外,剛性差及膨脹系數比較大。對于聚四氟乙烯(PTFE)而言、為改善性能用大量無機物(如二氧化硅 SiO2)或玻璃布做增強填充材料,以提高基材的剛性及降低其熱膨脹性。另外由于聚四氟乙烯樹脂本身分子惰性使其難以與銅箔貼合,因此需要對銅箔貼合面進行特殊的表面處理。處理方法有聚四氟乙烯表面進行化學蝕刻或等離子蝕刻,增加表面粗糙度或者在銅箔和聚四氟乙烯樹脂之間增加一層粘合膜以提高結合力,但可能對介質性能產生影響,整個氟系高頻電路基板卡的開發需要原材料供應商、研究單位、設備供應商、PCB制造商和通訊產品制造商等。多方合作,以跟上高頻電路板這一領域快速發展的需要。