高速PCB設計時，如何選擇板材？

隨著微處理器和信號轉換傳輸器件運行速度提升，數字電路的運行速度也達到一個更高層次：100Gbps。使用通用的PCB板材將不能達到高速信號要求，電路板的選材將會決定產品的性能。以前我們畫板的時候，PCB材料是FR4。

現在有許多高速數字應用，速度為10 Gbit/s或更高。這些應用使用5 GHz的基頻和15 GHz，25 GHz等的諧波。在此頻率范圍內，大多數常見的PCB材料在介質損耗（Df）方面會有非常顯的差異，并導致嚴重的信號完整性的問題。

這是高速數字PCB使用專為高頻應用而設計的特殊板材的原因之一。這些材料的配方具有低損耗因素，在很寬的頻率范圍內具有最小的變化。這些板材過去常用于高頻RF應用，甚至現在用于77 GHz及更高的應用。除了介質損耗因素的改進外，這些板材還配有嚴格的厚度控制和Dk控制，更有利于保障信號完整性。

PCI Express 2.0規范的主要在數據傳輸速度上做出了重大升級，即從以前的2.5GT/s總線頻率翻倍至5GT/s，這也就是說以前PCI Express 2.0 x16接口能夠翻番達到驚人的8GB/s總線帶寬(1GB/s=8Gbps)。

目前最新的版本為PCI-E 3.0，是生產中可用于主流個人電腦的擴展卡的最新標準。也有還未退市的PCI-E(即1.0版)。而在2009年的第二季度發布的AMD RD890芯片組將率先支持PCI-E 3.0版本。2.0比1.0帶寬提高一倍，而3.0比2.0版帶寬又提升一倍，為5GHz x 4。
PCIe 5.0 的數據速率更加達到恐怖的 32GT/s，從而加重頻率相關的插入損耗。

那么我們在設計PCB時，需要選擇不同材料達到設計的需要求。目前市場上常見的幾種高速板材：

常用的高速板材有：

1）、羅杰斯Rogers：RO4003、RO3003、RO4350、RO5880等
2）、臺耀TUC:Tuc862、872SLK、883、933等
3）、松下Panasonic：Megtron4、Megtron6等
4）、Isola：FR408HR、IS620、IS680等
5）、Nelco：N4000-13、N4000-13EPSI等
6）、東莞生益、泰州旺靈、泰興微波等

對于高速PCB而言，在設計時需要考量材料的選擇及設計等是否滿足信號完整性要求，這就要求盡量減小信號的傳輸損耗。

選擇合適的PCB板材主要考慮以下因素：
1、可制造性
比如多次壓合性能如何、溫度性能等、耐CAF/耐熱性及機械韌（粘）性（可靠性好）、防火等級。
2、與產品匹配的各種性能（電氣、性能穩定性等）
低損耗，穩定的Dk/Df參數，低色散，隨頻率及環境變化系數小，材料厚度及膠含量公差?。ㄗ杩箍刂坪茫?，如果走線較長，考慮低粗糙度銅箔。另外一點，高速電路的設計前期都需要仿真，仿真結果是設計的參考標準。
3、材料的可及時獲得性

很多高頻板材采購周期非常長，甚至2-3個月;除常規高頻板材RO4350有庫存，很多高頻板都需要客戶提供。因此，高頻板材需要和廠家提前溝通好，盡早備料。

4、成本因素Cost
看產品的價格敏感程度，是消費類產品，還是通訊、醫療、工業、軍工類的應用。
5、法律法規的適用性等
要與不同國家環保法規相融合，滿足RoHS及無鹵素等要求。
附：PCB常用板材
FR-4
一種耐燃材料等級的代號，所代表的意思是樹脂材料經過燃燒狀態必須能夠自行熄滅的一種材料規格，它不是一種材料名稱，而是一種材料等級，因此目前一般電路板所用的FR-4等級材料就有非常多的種類，但是多數都是以所謂的四功能(Tera-Function)的環氧樹脂加上填充劑(Filler)以及玻璃纖維所做出的復合材料。
樹脂
一種熱固化材料，可以發生高分子聚合反應，PCB行業常用的是環氧樹脂。功能特性：
具有電氣絕緣性可以作為銅箔與加固物（玻璃纖維布）之間的粘合劑抗電氣性、耐熱性、耐化學性、抗水性玻璃纖維布隨著微處理器和信號轉換傳輸器件運行速度提升，數字電路的運行速度也達到一個更高層次：100Gbps。使用通用的PCB板材將不能達到高速信號要求，電路板的選材將會決定產品的性能。以前我們畫板的時候，PCB材料是FR4。
 

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