高頻微波印製板

定義

● 什麼叫高頻？

通常短波頻率≥300MHz，即波長≤1米的範圍，稱作高頻。

● 什麼叫微波？

通常頻率≥1GHz（100MHz），波長≤300mm的電磁波，稱作微波。

● 高頻微波印製板

在高頻微波基材覆銅板上，加工製造成的印製板叫高頻微波印製板。

類型：單、雙、多層，剛性。

高頻基材+普通FR4基材，製成的是混合型多層板。

高頻基材+金屬基，混合壓成的基材製成的印製板叫高頻金屬基印製板。

快速發展原因

通信業的快速進步，原有的民用通信頻段擁擠，高頻通信部分頻段（軍用）逐漸讓給 民用。民用高頻通信獲得超常規速度發展。

衛星接收，基站，導航，醫療，運輸等各個領域大顯身手。

● 高保密性，高傳送品質，要求移動電話，汽車電站，無線通信向高頻化發展。

高畫面品質，要求廣播電視傳輸用甚高頻播放節目。

高資訊量傳送資訊，要求衛星通信，微波通信，光纖通信必須高頻化。

● 電腦技術處理能力增加，資訊存儲容量增大，迫切要求資訊傳送高速化。

因此，電子資訊產品高頻化，高速化對PCB提出了高頻特性的要求。

高頻微波PCB成為電子資訊高新科技產業必不可少的配套產品。

對基材的要求

印製板的整體特性，加工性能，長期可靠性，在很大程度上取決於基板材料。

● 為達到高頻高速傳送信號，要求基材必須考慮：

（1）Dk（εr），dielectric constant，或 relative permittivity，介電常數。

（2）Df（tanδ），loss tangent，或 Dissipation Factor，介質損耗因素（介質損耗角  正切）。

● 基材結構：玻纖，樹脂，填料。

● CTE（熱膨脹係數）。

● 其他—剝離強度，絕緣電阻，Tg，阻燃，吸水性…

介電常數Dk

（1）定義：某電介質電容器的電容與同樣構造的電容器在真空狀態下電容之比。

（2）覆銅板的介電常數

● 覆銅板基板由樹脂，增強材料（布、纖維、紙），填充劑組成，構成電的絕緣體，稱為電介質。基材實際上就是整塊印製板中的一個電容器。

● Dk大，表示存儲電能大，電路中信號傳播速度就會變低。

● Dk小，電信號傳播速度就快。

● 通常，印製板上的電流信號的電流方向，是正電、負電相互交替變化的，這樣頻率化的交換，相當於 “充電—放電—充電” 的過程。在互換中，只要有少量電容存留，就會影響傳輸速度。

在高頻線路中，信號傳播速度公式：

V—信號傳播速度

K—常數

C—光速，3×108m/s

Dk—基板介電常數

● 降低Dk，有利於提高信號的傳播速度。Dk越大，傳輸速度就會越低。Dk越小，傳輸速度越快。

● 因此，利用PCB的低介電常數，來達到信號傳播的高速度。

這就是為什麼高頻微波印製板要求低介電常數的原因。

（3）低Dk基材

● PTFE（聚四氟乙烯），俗稱Teflon。

分子結構：            

分子結構是對稱的，因而具有優良的物理、化學、電氣性能。相對密度2.14~2.20。熔點327℃，吸水性（24小時）＜0.01%。

● “塑膠王”：耐許多強腐蝕性物質，至今尚無一種能在300 ℃ 以下溶解它的溶劑。

● PTFE，Dk=2.1，很低。

聚四氟乙烯玻纖布覆銅板，在12GHz下，Dk=2.60；在1MHz下，Dk=2.62。而FR4的Dk=4.9。因此，PTFE的Dk比FR4低47%，PTFE印製板的信號傳播速度快40%以上。

● PTFE缺點

剛性差，銑外形毛刺多，PTH困難，成本高，加工困難。

除FTFE外，其他Dk低的基材

基材的Dk低，需選用低Dk樹脂，玻纖，填料。

聚丙醚Dk2.5，氰酸酯2.9，聚丁二烯3.0，環氧樹脂3.9，電子級玻纖Dk6.6，新型NE玻纖布4.4。

低Dk樹脂+低玻纖布組合加工而成的低Dk覆銅板有以下幾類：

PI—聚醯亞胺環纖布覆銅板，Dk3.8；PPO—聚苯醚玻纖布覆銅板，Dk3.5；

CE—氰酸酯玻纖布覆銅板，Dk4.0；BT—雙馬來醯亞胺改性三嗪Dk4.1~4.3。

● 最低Dk的基材

Dk=1.15~1.35（不含PTFE）

介質損耗Df=0.002-0.005，比重0.35g/cc，吸水率＜0.5%。

峰房式結構。輕型，不耐熱。