PCB板材选取与高频PCB制板工艺要求(V2)

六层板、完成板厚度为1.6mm，其层压结构如图四所示。

图四 六层板层压结构

4、常用板材性能参数比较

由上所述，板材对PCB设计和加工影响最大的参数主要是介电常数和损耗因子。对于多层板设计，板材选取还需考虑加工冲孔、层压性能。下面是FR4/PTFE/F4/S1139/RO4350等几种板材的参数说明。

性能参数	单位	板材
		FR4	S1139	RO4350	F4(SGP-500))	PTFE
介电常数		4.2~5.4	3.8	3.48	2.6	2.5
损耗角正切		≤0.035	0.008	0.004	0.0022	0.0019
εr温度系数	ppm/0c	N/A		50
热胀系数	ppm/0c		21	14~16	21
铜箔抗剥强度	pli	10	2.9	0.9	2.9
尺寸稳定度	mm/m			0.5
加工工艺难易(孔化、表面处理)			与FR4相当	与FR4相当	加工通孔时表面需特殊处理

表三 板材主要参数性能比较

由以上传输线特性阻抗、损耗、传播波长分析和板材比较，产品设计须考虑成本，市场因素。因此建议在PCB设计中，设计者选取板材考虑如下关键因素：

（1）信号工作频率不同对板材要求不同。
（2）工作在1GHz以下的PCB可以选用FR4，成本低、多层压制板工艺成熟。如信号入出阻抗较低（50欧姆），在布线时需要严格考虑传输线特性阻抗和线间耦合，缺点是不同厂家以及不同批生产的FR4板材掺杂不同，介电常数不同（4.2-5.4）且不稳定。
（3）工作在622Mb/s以上的光纤通信产品和1G以上3GHz以下的小信号微波收发信机，可以选用改性环氧树脂材料如S1139，由于其介电常数在10GHz时比较稳定、成本较低、多层压制板工艺与FR4相同。如622Mb/s数据复用分路、时钟提取、小信号放大、光收发信机等处建议采用此类板材，以便于制作多层板且板材成本略高于FR4（高4分/cm²左右），缺点是基材厚度没有FR4品种齐全。或者，采用RO4000系列如RO4350，但目前国内一般用的是RO4350双面板。缺点是：这两种板材不同板厚品种数量不齐全，由于板厚尺寸要求，不便于制作多层印制板。如RO4350，板材厂家生产的规格有10mil/20mil/30mil/60mil等四种板厚，而目前国内进口品种更少，因此限制了层压板设计。
（4）3GHz以下的大信号微波电路如功率放大器和低噪声放大器建议选用类似RO4350的双面板材，RO4350介电常数相当稳定、损耗因子较低、耐热特性好、加工工艺与FR4相当。其板材成本略高于FR4（高6分/cm²左右）。
（5）10GHz以上的微波电路如功率放大器、低噪声放大器、上下变频器等对板材要求更高，建议采用性能相当于F4的双面板材。
（6）无线手机多层板PCB板材要求板材介电常数稳定度、损耗因子较低、成本较低、介质屏蔽要求高，建议选用性能类似PTFE（美国/欧洲等多用）的板材，或FR4和高频板组合粘接组成低成本、高性能层压板。

图五 典型射频/数字多层板结构

典型射频/数字多层板结构，基于RO4350板材的层压板，其可能的带状线和微带传输线结构见图五。