PCB廠家帶你了解毫米波及高多層板如何選擇合適材料

毫米波頻段的設計應用一度被認為是不切實際，或者在大家印象中是只有軍方才能用得起的高大上的技術。但是，近年來隨著第五代新型（5G NR）無線網絡和77 GHz汽車雷達的普及，毫米波應用也逐漸變得越來越普遍，毫米波頻率信號完全可以通過高集成的印刷電路板來進行傳輸。這種類型的PCB通常會采用多層結構，并且可以同時處理不同類型的信號，包括模擬、數字、RF和毫米波信號。毫米波電路設計工程師面臨的主要問題是集成化和小型化， 他們試圖將盡可能多的功能設計到最小的PCB中。但是不同的電路功能對PCB線路板材料的要求不盡相同，例如在毫米波頻率下，能提供最佳性能的線路板材料可能不是電源電路最實用的解決方案。

通常，對于具有多種電路功能的多層PCB，最實用的解決方案是通過三種或三種以上不同線路板材料組成的多層PCB來實現電路的全部功能。在選擇線路板材料時，需要充分考慮它們的特性，盡可能地選擇最佳的線路板材料，以便更好地匹配每種電路所需要實現的功能，例如：功率電路、高速數字、低頻射頻、微波以及高頻毫米波電路等。

在選擇線路板材料時，首先考慮的通常是材料的電氣參數，如：介電常數（Dk）和損耗因數（Df）或損耗角正切。其次，也需要根據電路的功能和層數，充分考慮線路板材料的機械特性。因為線路板材料的厚度等機械性能會影響傳輸線的尺寸和傳輸線之間的間距，從而影響多層板中高速數字、高頻微波與毫米波電路的性能。

第三，在設計和生產多層電路時，還必須考慮如何將這些不同的層壓板組合互連起來。無論選擇什么樣的材料，包括線路板材料和粘接材料，都需要考慮好怎樣更容易，更方便的將這些材料加工組合成為一個整體。

首先要了解線路板材料的特性對不同電路的性能會產生什么樣的影響，才能更合理的將微帶線、帶狀線和接地共面波導傳輸線等高頻傳輸線與FR-4等低成本線路板材料相結合，組成多層板電路。但是，隨著頻率的增加，線路板材料的電氣參數隨頻率的變化也需要考慮。如Dk和Df隨著頻率的增加，將對傳輸線的性能產生巨大的影響，如影響雷達脈沖的同步或調制通信信號的完整性等。

線路板材料的機械特性，例如厚度和厚度的一致性，在射頻微波頻率下可能并沒有那么重要。但是，隨著信號頻率攀升至毫米波范圍，這些機械特性都會對電路性能產生影響。因此，在選擇毫米波頻率的線路板材料時，必須充分考慮這些因素的影響。在這么小的波長下，線路板材料表面導體的粗糙度也會影響電路性能，并導致相位響應和插入損耗的差異。

對于高速數字電路，也必須充分考慮選擇適合的線路板材料來設計傳輸線，這樣才能滿足傳輸線的良好匹配（通常為50?或100?差分）、阻抗一致性以及傳播特性，避免不必要的信號延遲和信號失真。而且必須在所有節點（包括PCB層之間）保持阻抗一致性，這就要求微孔的加工生產工藝具備高度的一致性。某些線路板材料的成分，特別是在毫米波頻率下，可能更適合現代微加工技術（例如激光鉆孔），以形成傳輸線互連所需的微孔。對高速數字電路和毫米波電路而言，保證微型通孔的距離最短，同時做到多層PCB層與層之間的精確對準，可以實現最低的損耗和最高的可靠性，即使在不同線路板材料之間進行互連時也是如此。為了實現并保持良好的層間對準以及層間的高可靠性微孔，需要具有優異機械穩定性的線路板材料。

自動駕駛汽車中的雷達系統和5G無線通信網絡的毫米波電路的多功能多層印制電路板，都可以根據某些已經大規模商業應用的標準來進行設計和制造?，F在的主流設計方案是采用更多層和更薄的電路，以適應小尺寸和輕重量的要求。實際這種需求在軍用毫米波電路中較為常見，需要滿足尺寸、重量和功率的要求。

對于商用毫米波電路，其它需要考慮的設計指標還包括：更高的密度、在更小的電路上實現更多的功能、良好的溫度穩定性、低吸濕性以及在苛刻工作環境中保持正常運行。因此，用于高速數字電路和毫米波電路的線路板材料通常在寬溫度范圍內需滿足低Dk、低Df和穩定的Dk、穩定的Df。隨著越來越多的毫米波電路采用多層PCB板，它們對線路板材料的需求也在不斷增加，這些材料不僅要滿足高頻/高速電路的電氣性能需求，而且還要滿足多層電路的機械要求。這種多層PCB板通常是由線路層壓板和粘結片（粘結材料）組成，從而實現將各層結合在一起的目的。深亞電子 是專業高精密PCB電路板研發生產廠家,可批量生產4-46層pcb板,電路板,線路板,高頻板,高速板,HDI板,pcb線路板,高頻高速板,雙面,多層線路板,hdi電路板,混壓電路板,高頻電路板,軟硬結合板等