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众所周知,设计人员正在从印刷电路板中榨取更多的性能。功率密度正在上升,随之而来的是可能对导体和电介质造成严重破坏的高温。升高的温度 - 无论是来自 I2R 损耗还是环境因素 - 都会影响热阻抗和电阻抗,从而导致不稳定的系统性能,如果不是失败的话。导体和电介质之间的热膨胀率差异(衡量材料加热时膨胀和冷却时收缩的趋势)会产生机械应力,从而导致开裂和连接故障,尤其是在电路板受到循环加热和冷却的情况下。如果温度足够高,电介质可能会完全失去其结构完整性,在一连串的麻烦中撞倒张多米诺骨牌。
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高频电路板
电子设备高频化是发展趋势,尤其在无线网络、卫星通讯的日益发展,信息产品走向高速与高频化,及通信产品走向容量大速度快的无线传输之语音、视像和数据规范化.因此发展的新一代产品都需要高频基板。高频印制电路板应用如下
应用场所
使用频率
Cellular & Pager Telecom.
1 ~ 3 GHz
个人接收基地台或卫星发射
13 ~ 24 GHz
汽车防碰撞系统(CA)
75GHz
直播卫星系统(DBS)
13GHz
卫星降频器(LNB/LNA)
2 ~ 3GHZ
家庭接收卫星
12 ~ 14GHz
全球卫星定位系统(GPS) -40 ~85℃
1.57/1.22GHz
汽车、个人接收卫星
2.4GHz
无线携带通信天线系统
14GHz
卫星小型地面站(VSAT)
12 ~ 14GHz
数字微波系统(基站对基站接收)
10 ~ 38GHz
对于上表中卫星系统、移动电话接收基站等通信产品应用高频电路板,在未来几年又必然迅速发展,高频基板就会大量需求。
高频基板材料的基本特性要求有以下几点:
(1) 介电常数 (Dk)小而且很稳定,通常是越小越好信号的传送速率与材料介电常数的平方根成反比,高介电常数容易造成信号传输延迟。
(2) 介质损耗 (Df)小,这主要影响到信号传送的品质,介质损耗越小使信号损耗也越小。
(3) 与铜箔的热膨胀系数尽量一致,因为不一致会在冷热变化中造成铜箔分离。
(4) 吸水性要低、吸水性高就会在受潮时影响介电常数与介质损耗。
(5) 其它耐热性、抗化学性、冲击强度、剥离强度等亦良好。
一般来说,高频可定义为频率在1GHz以上.目前较多采用的高频电路板基材是氟纟介质基板,如聚四氟乙烯(PTFE),平时称为特氟龙,通常应用在5GHz以上。另外还有用FR-4或PPO基材,可用于1GHz ~ 10GHz之间的产品,这三种高频基板物性比较如下。
物性
氟系高分子
陶瓷 PPO
环氧 FR-4
介电常数 (Dk)
3.0
0.04~ 3.38
0.05~ 4.4
介质损耗(Df)10GHz
0.0013
0.0027
0.02
剥离强度 (N/mm)
1.04
1.05
2.09
热传导性 (W/m/0K)
0.50
0.64
--
频率范围
300MHz ~ 40GHz
800MHz ~ 12GHz
300MHz ~ 4GHz
温度范围 (℃)
-55 ~ 288
0 ~ 100
-50 ~ 100
传输速度 (In/sec)
7.95
6.95
5.82
吸水性 (%)
低
中
高
现阶段所使用的环氧树脂、PPO树脂和氟系树脂这三大类高频基板材料,以环氧树脂成本便宜,而氟系树脂昂贵;而以介电常数、介质损耗、吸水率和频率特性考虑,氟系树脂佳,环氧树脂较差。当产品应用的频率高过10GHz时,只有氟系树脂印制板才能适用。显而易见, 氟系树脂高频基板性能远其它基板,但其不足之处除成本高外是刚性差,及热膨胀系数较大。对于聚四氟乙烯(PTFE)而言,为改善性能用大量无机物(如二氧化硅SiO2)或玻璃布作增强填充材料,来提高基材刚性及降低其热膨胀性。另外因聚四氟乙烯树脂本身的分子惰性,造成不容易与铜箔结合性差,因此更需与铜箔结合面的特殊表面处理。处理方法上有聚四氟乙烯表面进行化学蚀刻或等离子体蚀刻,增加表面粗糙度或者在铜箔与聚四氟乙烯树脂之间增加一层粘合膜层提高结合力,但可能对介质性能有影响。
整个氟系高频电路基板的开发,需要有原材料供应商、研究单位、设备供应商、PCB制造商与通信产品制造商等多方面合作,以跟上高频电路板这一领域快速发展的需要。
pcb高频板是指电磁频率较高的特种线路板,用于高频率(频率大于300MHZ或者波长小于1米)与微波(频率大于3GHZ或者波长小于0.1米)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。
线路板按层数来分的话分为单面板,双面板,和多层线路板三个大的分类。
是单面板,在基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以就称这种PCB叫作单面线路板。单面板通常制作简单,造价低,但是缺点是无法应用于太复杂的产品上。
双面板是单面板的延伸,当单层布线不能满足电子产品的需要时,就要使用双面板了。双面都有覆铜有走线,并且可以通过过孔来导通两层之间的线路,使之形成所需要的网络连接。
多层板是指具有三层以上的导电图形层与其间的绝缘材料以相隔层压而成,且其间导电图形按要求互连的印制板。多层线路板是电子信息技术向高速度、多功能、大容量、小体积、薄型化、轻量化方向发展的产物。
线路板按特性来分的话分为软板(FPC),硬板(PCB),软硬结合板(FPCB)。
全国高温高频电路板热销信息